地區(qū)電源實時出力分配模型研究

章漢軍

(云南電網(wǎng)公司大理供電局,云南 大理 671000)

地區(qū)電源實時出力分配模型研究

章漢軍

(云南電網(wǎng)公司大理供電局,云南 大理 671000)

簡單介紹了大理地區(qū)電源情況及風(fēng)電發(fā)展概況,通過探討建立電源實時出力分配模型,將電源實時出力控制原則信息化、系統(tǒng)化、模型化,以解決目前對于風(fēng)水電難調(diào)度的難題。

電源;風(fēng)電;調(diào)度;模型

1 前言

規(guī)劃報告顯示,“十二五”期間大理的風(fēng)電總裝機容量可能會達到3 000 MW左右,將占總裝機的50%以上。由于滇西北地區(qū)動態(tài)穩(wěn)定性差的原因,在汛期或集中來水情況下滇西北地區(qū)電源上網(wǎng)形勢非常嚴(yán)峻,主網(wǎng)通道潮流越穩(wěn)定極限的風(fēng)險較大。且隨著隨機性較強的風(fēng)電大規(guī)模投運,對電網(wǎng)相關(guān)通道潮流控制帶來的困難也越來越大。在通道受限的情況下,如何合理分配并及時調(diào)控大理地區(qū)水電風(fēng)電實時出力成為難題。

文中將結(jié)合風(fēng)電、水電負荷預(yù)測、供發(fā)電實時負荷情況,研究大理地區(qū)電源實時出力分配模型,并將模型置入調(diào)度自動化系統(tǒng)中,以探索電源實時出力最優(yōu)分配方案,為調(diào)度實時調(diào)控提供依據(jù)。

2 實時出力控制現(xiàn)狀

2.1 電源實時出力控制原則

1)按送出通道不同,分片區(qū)進行出力分配、控制原則;

2)按不通類型電源發(fā)電能力不同,調(diào)整水電、風(fēng)電出力比例;

3)同一片區(qū)內(nèi),同一類型電源按額定裝機容量等比例分配出力;

4)當(dāng)通道空余,部分電源已按出力能力運行、部分電源仍有出力受限時,可等比例調(diào)加受限電源出力,直至接近通道極限。

2.2 控制現(xiàn)狀

由于目前風(fēng)電負荷預(yù)測工作還在摸索階段,預(yù)測準(zhǔn)確率較低,風(fēng)電出力的隨機性導(dǎo)致風(fēng)電出力突然大幅度波動時,極有可能導(dǎo)致相關(guān)通道過穩(wěn)定極限運行。目前調(diào)度員對于相關(guān)通道潮流控制,在遵循電源出力控制基本原則的基礎(chǔ)上,主要采取留足夠的余度的方式進行提前調(diào)整。且實際調(diào)整過程中,由于目前沒有有效的技術(shù)手段給調(diào)度員提供負荷調(diào)整的參考標(biāo)準(zhǔn),調(diào)度員只能憑感覺對相關(guān)電廠下達限負荷指令,不利于部分電廠的經(jīng)濟運行。

3 電源實時出力分配模型

以電源出力控制基本原則為基礎(chǔ),利用云南電網(wǎng)小電管理技術(shù)支持系統(tǒng)、風(fēng)功率負荷預(yù)測系統(tǒng)及調(diào)度自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集功能,通過數(shù)據(jù)運算、邏輯判斷,計算出當(dāng)前各個電源分配出力,給調(diào)度員實時調(diào)控提供依據(jù)。

初始控制模型簡化如下 (X片區(qū)各電源出力分配情況如下)：

1)X片區(qū)控制極限為：-K(正表示下網(wǎng),負表示上網(wǎng),具體值根據(jù)電網(wǎng)通道分配情況而定);

2)X片區(qū)供電負荷總加為：Fg(調(diào)度自動化系統(tǒng)自動統(tǒng)計);

3)風(fēng)電發(fā)電能力為Pf(采用風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)每15分鐘的預(yù)測值并自動統(tǒng)計),水電發(fā)電能力為Ps(小電管理技術(shù)支持系統(tǒng)自動統(tǒng)計實時出力);

4)控制余度為Y(10%左右);

由于實際運行中電源發(fā)電能力及供電負荷隨時變化,可能導(dǎo)致部分電廠在發(fā)電能力不足的情況下占用通道容量,從而導(dǎo)致通道空閑,為了避免這種情況,需要對初始模型進行優(yōu)化,以充分利用通道。

優(yōu)化模型如下 (X片區(qū)各電源出力分配情況)：

表1 X片區(qū)水電裝機Gs(固定值),風(fēng)電裝機Gf(固定值);

1)X片區(qū)控制極限為：-K(正表示下網(wǎng),負表示上網(wǎng),具體值根據(jù)電網(wǎng)通道分配情況而定);

2)X片區(qū)實時供電負荷總加為：Fg(調(diào)度自動化系統(tǒng)自動統(tǒng)計);

3)風(fēng)電發(fā)電能力為Pf(采用風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)每15分鐘的預(yù)測值并自動統(tǒng)計),水電發(fā)電能力為Ps(小電管理技術(shù)支持系統(tǒng)自動統(tǒng)計實時出力);

4)控制余度為Y(10%左右);

表2 X片區(qū)水電裝機Gs(固定值),風(fēng)電裝機Gf(固定值);

相關(guān)運算及判斷邏輯為：

1)調(diào)度是否下令限負荷：調(diào)度員手動確認;

2)出力是否達極限,判斷條件為：調(diào)度員未下達限電指令;10分鐘內(nèi)負荷波動幅度不超10%;

3)初始分配出力：

水電：Gs1=(Fg+K)*(1-Y)*Ps/(Pf+Ps);

風(fēng)電：Gf1=(Fg+K)*(1-Y)*Pf/(Pf+Ps)

4)實際分配出力：當(dāng)該片區(qū)有電源實時出力已經(jīng)達到極限(以水電達極限Ps1為例),且實時出力＜初始分配出力時：,

*水電實際分配出力Gss=(Fg+K)*(1-Y)* Ps1/(Pf+Ps1);

*風(fēng)電實際分配出力Gff=(Fg+K)*(1-Y)* Pf/(Pf+Ps1);

5)加/減出力=實際分配容量-實時出力,正代表應(yīng)增加該電源出力,負則代表要減少該電源出力。

通過在調(diào)度自動化系統(tǒng)建立該模型,通過每15分鐘的自動統(tǒng)計計算,得出各電源在電網(wǎng)當(dāng)前運行狀態(tài)下到底是應(yīng)該加或減負荷,從而給調(diào)度員提供參考依據(jù),以達到合理調(diào)整各電源出力的目的。

4 應(yīng)用實例

當(dāng)來水或者來水變化后,水電廠或者風(fēng)電場發(fā)電能力降低,以風(fēng)電場來風(fēng)減小為例,風(fēng)電場發(fā)電能力降低至Pf= 50 MW(Ps=50 MW不變),通過系統(tǒng)對風(fēng)電場出力進行一個判斷 (10分鐘內(nèi)負荷波動在10%范圍內(nèi),則判定為該風(fēng)場發(fā)電能力已達極限),此情況下系統(tǒng)會自動對初始分配情況進行重新計算,且Pf＜Gf1(發(fā)電能力小于分配出力),為了充分利用通道,重新分配后的風(fēng)電出力Gf2=(Fg+K) *(1-Y)*Pf/(Pf+Ps),水電重新分配的出力則為Gs2=(Fg+K)*(1-Y)*Ps/(Pf+Ps)= 45 MW;

每當(dāng)風(fēng)、水電廠出力變化后,系統(tǒng)均根據(jù)此模型進行動態(tài)調(diào)整分水電分配容量,以確保充分利用通道,并按發(fā)電能力等比例安排上網(wǎng)。

5 結(jié)束語

文中經(jīng)過對大理地區(qū)電源運行特點進行分析總結(jié),在現(xiàn)有的技術(shù)條件下,提出不同電源在上網(wǎng)通道受限情況下的調(diào)控策略,通過負荷分配模型的建立,能夠改善調(diào)度臺上電源上網(wǎng)調(diào)控隨意性和盲目性的狀態(tài),保證電源出力控制基本原則得以實施。

[1] Thomas Ackermann.風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) [M].中國水利水電出版社,2010,5：105.

[2] 吳國旸.風(fēng)電場短期風(fēng)速預(yù)測探討 [J].吉林電力,2005 (6).

[3] 劉玉.基于實測數(shù)據(jù)分析的大型風(fēng)電場風(fēng)電功率預(yù)測研究[J].黑龍江電力,2011(1).

[4] 王成福.風(fēng)電場并入電網(wǎng)的調(diào)控理論研究 [D].山東大學(xué),2012.

[5] 陳功貴.含風(fēng)電場電力系統(tǒng)優(yōu)化運行研究 [D].華中科技大學(xué),2012.

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Research on Real-time Power Output Allocation Model

ZHANG Hanjun
(Yunnan Dali Power Supply Bureau,DaLi,Yunnan 671000)

A brief introduction to Dali power situation and development of wind power profiles by dynamic stabilization effect,the power of rapid development has led to Dali partial power to send out,the paper explore the establishment of power real-time output allocation model,the power real-time output control principle of information technology,systems technology,modeling,in order to resolve the current difficulties of the wind hydro scheduling problems for scheduling real-time flow control provide the basis for further implementation of the Excellencies scheduling principles.

power;wind power;scheduling;model

TM73

B

1006-7345(2014)01-0027-02

2013-07-10

章漢軍 (1986),男,助理工程師,云南電網(wǎng)公司大理供電局,主要從事發(fā)電調(diào)度管理工作 (e-mail)1149668331 @qq.com