基于輸電阻塞的主子廠站交互接口方案設(shè)計

王林宏 陳寅 李天權(quán) 方俊鈞

【摘 要】針對新能源接入下的輸電網(wǎng)的阻塞問題，引入廠站考核打分機(jī)制以促使廠站精確、快速響應(yīng)調(diào)度指。同時設(shè)計了主站和子站間的交互方案，通過該交互接口方案可以實現(xiàn)主站和子站間的信息交互和控制命令下發(fā)，實現(xiàn)并網(wǎng)新能源電站友好接入電網(wǎng)。

【關(guān)鍵詞】輸電阻塞；場站；評分；交換；接口設(shè)計

中圖分類號： F426.61；F224 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）16-0206-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.16.096

【Abstract】In view of the congestion problem of the transmission network under the new energy access，the plant site assessment and scoring mechanism was introduced to prompt the plant station to accurately and quickly respond to the dispatching index.At the same time，the interaction scheme between the primary station and the sub-station is designed.Through the interactive interface scheme，the information exchange and control commands between the primary station and the sub-station can be realized，and the grid-connected new energy power station can be connected to the grid.

【Key words】Transmission resistance plug；Field station；Scoring；Exchange；Interface design

0 引言

輸電網(wǎng)是連接發(fā)電商與用戶的通道，隨著新能源接入的不斷增加，新能源的波動導(dǎo)致輸電網(wǎng)阻塞問題日益突出，為輸電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行管理帶來巨大的挑戰(zhàn)[1-2]，經(jīng)濟(jì)有效地消除阻塞成為當(dāng)前研究的焦點之一[3]。目前風(fēng)電接入對電網(wǎng)輸電阻塞的影響表現(xiàn)在：①風(fēng)電通常遠(yuǎn)離負(fù)荷中心， 當(dāng)大量風(fēng)電功率遠(yuǎn)距離傳輸時， 可能帶來阻塞。②風(fēng)電功率的不確定性使輸電功率的變化也具有不確定性， 增加了發(fā)生阻塞的可能。系統(tǒng)運(yùn)行人員需要獲取電網(wǎng)阻塞的相關(guān)信息。可以用阻塞概率作為評價指標(biāo)， 這有利于運(yùn)行人員了解阻塞情況， 方便調(diào)度員解除或緩解可能發(fā)生的輸電阻塞。目前，消除阻塞的方法主要有：1）通過編制運(yùn)行調(diào)度計劃來消除阻塞；通過合理、優(yōu)化的輸電網(wǎng)規(guī)劃從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上根治阻塞。2）通過預(yù)阻的方法，將風(fēng)電接入等不確定性引起的阻塞進(jìn)行預(yù)測。應(yīng)用概率分布表示風(fēng)電接入電網(wǎng)帶來的不確定性，通過對邊界潮流優(yōu)化算法求出輸電斷面潮流的分布邊界。本文首先采用一種評分機(jī)制，通過對對機(jī)組功率分配調(diào)整策略，盡可能的將斷面潮流維持在一種相對安全的可行域內(nèi)，減少斷面阻塞的風(fēng)險，最后通過定義主站和子站的信息交換，實現(xiàn)主站和子站間的控制命令的接受和下發(fā)。

1 評分機(jī)制

針對風(fēng)、光、水電調(diào)度，有電網(wǎng)側(cè)和廠站發(fā)電側(cè)兩方。電網(wǎng)側(cè)期望電網(wǎng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠和經(jīng)濟(jì)等，這依賴于調(diào)度指令的精確、快速響應(yīng)；發(fā)電側(cè)從自身利益出發(fā)，期望廠站電量多上網(wǎng)。在斷面裕度不足而廠站具備較大發(fā)電能力時，電網(wǎng)側(cè)要求廠站降功率運(yùn)行，與發(fā)電側(cè)利益相悖，可能導(dǎo)致廠站對調(diào)度指令的不積極響應(yīng)，如要求降功率時，廠站下調(diào)不足。此外，電網(wǎng)運(yùn)行允許上調(diào)功率時，少量廠站為追求利益，存在超發(fā)現(xiàn)象。

為此，本文采取評分策略對廠站考核，以促使廠站精確、快速響應(yīng)調(diào)度指令，友好接入電網(wǎng)。廠站評分依據(jù)為指令響應(yīng)精度和指令響應(yīng)速度兩個方面，若響應(yīng)精度越高、速度越快，接入電網(wǎng)就越友好，該廠站分?jǐn)?shù)也越高，反之則分?jǐn)?shù)越低。對于友好接入的廠站，給予獎勵；對于不友好接入的廠站，則施以懲罰。以此，引導(dǎo)廠站精確快速跟蹤調(diào)度下發(fā)指令。根據(jù)風(fēng)、光、水外送斷面的裕度情況，將外送斷面劃分為四種不同狀態(tài)，如圖1所示。當(dāng)某一斷面?zhèn)鬏數(shù)挠泄β市∮谄湎拗档?5%時，稱該斷面處于安全狀態(tài)；當(dāng)斷面的有功功率介于其限值的85%～90%之間時，稱該斷面處于預(yù)警狀態(tài)；當(dāng)斷面的有功功率介于其限值的90%～95%之間時，稱該斷面處于嚴(yán)重預(yù)警；當(dāng)超過限值的95%時，即認(rèn)為該斷面已經(jīng)越限。根據(jù)外送斷面所處狀態(tài)的不同將采用不同的出力控制策略。

2 接口文件定義和協(xié)調(diào)方案

在評分機(jī)制的基礎(chǔ)上，主站需要對子站（新能源站）進(jìn)行控制命令的下發(fā)，同時也需要從子站獲得相應(yīng)的計算數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)主站和子站間的交互。交互采用文件方式交互信息，分為接口計算數(shù)據(jù)文件和控制命令文件，具體文件內(nèi)容如下：

接口計算數(shù)據(jù)描述如表1：

接口控制命令描述如表2：

3 網(wǎng)絡(luò)傳輸和控制指令下發(fā)流程

1）網(wǎng)絡(luò)傳輸方式

在網(wǎng)調(diào)側(cè)一區(qū)的EMS服務(wù)器每5分鐘生成實時數(shù)據(jù)文件，三區(qū)計算服務(wù)器每15分鐘通過雙向隔離讀取實時數(shù)據(jù)文件并計算，后在指定文件夾內(nèi)生產(chǎn)計算數(shù)據(jù)文件，由工作站讀取計算數(shù)據(jù)文件并下發(fā)指令，生產(chǎn)指令文件。如圖2所示：

文件夾結(jié)構(gòu)如圖3所示：

1、nowtime.dat是授時文件，由一區(qū)EMS服務(wù)器上的授時進(jìn)程每隔5秒鐘定時修改內(nèi)容。

2、文件內(nèi)容為服務(wù)器當(dāng)前時間的時間字符串。格式為yyyyMMdd_HHmmss 例如2018328_132334。calculation_data文件夾存放計算服務(wù)器根據(jù)實時數(shù)據(jù)計算后所得的計算數(shù)據(jù)文件。

3、cmd_data文件夾存放三區(qū)工作站的指令文件。

2）控制指令下發(fā)流程

主站和子站的控制指令下發(fā)流程采用計算服務(wù)器實時讀取計算數(shù)據(jù)，并基于斷面約束進(jìn)行計算，若斷面越線則下發(fā)計算控制指令，如果斷面未越線，則采用各場站實時出力和上周期指令值進(jìn)行控制，具體流程見圖4。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Cagigas C，Madriga M.Centralized vs.competitive transmissionexpansion planning：the need for new tools[C].IEEE Power Engineering Society General Meeting，Toronto，Canada，2003，2：1012-1017.

[2]王成山，魏煒.雙邊交易模式下考慮靜態(tài)電壓安全性的阻塞管理[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2004，24（10）：45-49.

[3]Latorre G，Cruz R D，Areiza JM et al.Classification of publications and models on transmission expansion planning[J].IEEE Transactions on Power Systems，May 2003，18（2）：938-946.