考慮風電并網時AGC機組經濟調節對策

陸 琳

（華潤電力（常熟）有限公司，江蘇 常熟 215536）

0 引 言

在風電并網時，AGC機組要及時跟蹤了解負荷參數的變化情況，然后結合負荷變化狀態投入機組調節控制方案，盡量提升系統總發電量和系統負荷要求平衡的水平，減少偏差對常規化運行造成的影響，為綜合效益的提高奠定堅實基礎。

1 AGC機組系統概述

1.1 AGC機組系統控制目標

AGC機組系統能將電網頻率波動維持在誤差參數范圍內，并且依據國家電力行業標準規定，最大程度上提升電力系統頻率的安全性和穩定性。對互聯電網凈交換功率予以計劃數值的運行管理，并且將交換電能量控制在合規參數范圍內，尤其是對參與遠方調節的發電機組，將發電成本或者是上網電價作為根本參數依據，可以為獲取較好的經濟效益提供保障。此外，能在滿足電網安全約束條件的基礎上參與機組最優經濟分配原則運行管理工作，提高電力系統的綜合控制質量[1]。

1.2 AGC機組系統控制方式

由于負荷變動會對實際應用情況產生影響，并且造成區域性的偏差數值，因此AGC機組系統控制工作的目的就是減少ACE量。基于此，主要按照表1所示的3種方式進行控制。

表1 AGC機組系統控制方式

2 風電并網時AGC機組系統實現

2.1 總體結構

一般而言，含風電場的AGC控制系統中，電力調度中心、電力數據網以及風電場是主要組成部分，總體布局如圖1所示。

圖1 AGC機組系統布局圖

其中，電力調度中心主要提供電力調度技術，以便于實現預報信息、風電功率預測報告以及機組實時性數據的收集處理。在調度中心日常工作中，要保證上傳信息整理分析的及時性和規范性，并依據風電功率預測結果計算調度指令信息，從而將其直接下發到指定的主站內，以便于信息交互。電力數據網會結合主站風電功率預測信息獲取匹配數據信息，并且結合計算過程就能將預測結果實時性回傳到綜合通信終端內。而風電場要建立風機監控系統，依據綜合通信終端AGC調節指令就能進行實時性數據匯總，并且配合升壓站綜自系統和風電綜合通信管理終端維持信息的交互處理。

2.2 功 能

風電并網時，AGC機組借助閉環控制系統或者是開環控制系統維持電網調度應用結構的控制效果，依據調度部門制定的發電規劃和操作輸入計劃等實現全程跟蹤控制，并維持自由切換模式。與此同時，在系統閉環控制環境中，若是出現系統內通信故障問題、指令超時問題或者是調度指令獲取不及時問題，都要提示報警信息，從而優化系統控制的整體水平[2]。另外，風電并網時AGC機組支持優化調度算法處理機制，在維持電網體系和風電機組設備安全運行工序基礎上，結合不同的風電預測信息就能匹配合理的調度方案，將機組的響應速度和調節精度等作為基礎指標，實現電量完成的目標。

2.3 技術要求

2.3.1 總體要求

首先，要保證風電并網時AGC機組系統信息交互的標準性，維持通信結構穩定的基礎上避免信息不識別造成的影響。其次，要保證風電并網時AGC機組系統具備可擴展性，依據開放式結構特點，確保硬件設施擴展和軟件系統開發等工作都能落實到位，并匹配智能算法解決實際問題。最后，要保證風電并網時AGC機組的安全性，依據二次系統安全防護的具體要求維持運作工序的具體情況。

2.3.2 通信要求

一方面要確保能和3個以上的主站實現信息的交互處理，并維持信息上傳下達的及時性和規范性，確保設備維護要求滿足預期。另一方面要確保控制系統和風電機組監控系統以及功率預測系統等建立匹配的數據通信模式，提高通信效率和質量，創設較為合理的通信渠道應用平臺[3]。

2.3.3 監控界面要求

要結合系統應用過程中搜索和匯總的運行數據，建立實時性投切分析和增減出力分析等，并且配合使用模式切換和報警操作模塊，維持監控的合理性和規范性，從而及時進行參數的修改和更新。

3 風電并網時AGC機組經濟調節對策

3.1 創設經濟調度數學分析模型

在風電并網時，AGC機組系統管控工作中要結合分析要求建立完整的數學分析模型，以保證經濟調度目標函數和約束條件都能貼合實際應用規范，維持綜合經濟調控管理的目標。

3.1.1 經濟調度目標函數

調度人員不能對每次調節任務予以處理，因此要結合實際應用要求和規范選擇使用機組參與系統調節模式，維持機組參與系統調節中競爭關系的合理性。也就是說，結合調節任務，選取差異化調節策略就能評估機組參與調控時滿足系統調節需求基礎上對應的調節費用。在此基礎上建立數學模型，要求符合調節容量參數和速度，假設參與調節機組成本最低目標函數是研究對象，則數學模型設計為：

式中，n表示需要被測試的AGC機組數量；Ci表示第i臺機組對應的調節成本；Si表示第i臺AGC機組調節的具體容量[4]。

3.1.2 約束條件

在明確數學模型目標函數的基礎上要將調節費用花費最低作為目標，有效結合AGC調節機組上調費用和下調費用的差距，盡量將目標函數分為不同的部分，結合差異化調節狀態滿足最低費用要求，實現經濟效益和應用環保效益的最優化。在進行測試的過程中要保證參與調節的AGC機組容量與調節速度等關鍵參數都能滿足實際標準。

綜上所述，為了全面解決非線性目標函數處理過程中存在的問題，保證經濟性和規范性都在要求范圍內，就要集中控制目標函數的約束條件，配合外點罰函數處理方式，獲取輔助函數后，利用約束問題升級原有模型，從而形成計量分析機制，滿足要求即可實現最優經濟效果。

3.2 滿足容量和速度調節的需求

為了更好地提升機組應用效率，實現電網AGC控制，就要從企業發電管理的角度出發，全面分析控制系統頻率和聯絡線交換功率內容。在基礎計算模式中，AGC容量越大預備補償容量越多，但是AGC容量過多則會造成資源的浪費，這就需要依據AGC調節容量運行經驗總結相應參數，結合安全可靠的運行標準完善相應工作。

若是基礎風電預測信息數值較為準確，結合發電計劃執行相應內容，需要的GC調節容量就是采樣點預測數值和發電數值的差值，控制系統的最大變化率可預測。然而，在實際運行過程中，風電功率預測信息和數據必然與實際運行情況存在差異，加之受到其他因素影響，發電廠也會出現未按照發電計劃執行具體操作的問題，所以需要結合實際情況予以評估[7]。

一方面，實際風電功率大于風電預測功率（圖2）。此時，AGC機組調節量為需求量CD，在完成調節任務后，調節速度的數值就會隨之增加。因為風電預測功率參數和風電實際功率參數都高于發電計劃設置的基礎數值，所以要確保AGC機組可以按照同方向的方式調節和補償需求量，對應的差值計算就是按照“CD-AB”予以處理。

圖2 實際風電功率大于風電預測功率情況下的AGC需求量示意

另一方面，實際風電功率小于風電預測功率（圖3）。此時，AGC機組調節方向和圖2相反，需要按照原有的需求量設計予以調控，減少電網有功功率差值的擴大，避免頻率波動范圍對其應用質量產生的影響，最大程度上提高電能質量管理效率。除此之外，要結合計劃數據分析、歷史數據分析以及機組調節特性分析等方式全面調控AGC調節容量和調節速度，維持綜合應用效果[8]。

圖3 實際風電功率小于風電預測功率情況下的AGC需求量示意

4 結 論

風電并網時，AGC機組經濟調節工作中要充分結合實際運行因素，保證速度和容量調控工作有序開展，最大化提升經濟適用性，減少資源浪費。