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(shí)時(shí)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(jiǎn)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(shí)時(shí)出力分配模型,將電源實(shí)時(shí)出力控制原則信息化、系統(tǒng)化、模型化,以解決目前對(duì)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(bào)告顯示,“十二五”期間大理的風(fēng)電總裝機(jī)容量可能會(huì)達(dá)到3 000 MW左右,將占總裝機(jī)的50%以上。由于滇西北地區(qū)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性差的原因,在汛期或集中來(lái)水情況下滇西北地區(qū)電源上網(wǎng)形勢(shì)非常嚴(yán)峻,主網(wǎng)通道潮流越穩(wěn)定極限的風(fēng)險(xiǎn)較大。且隨著隨機(jī)性較強(qiáng)的風(fēng)電大規(guī)模投運(yùn),對(duì)電網(wǎng)相關(guān)通道潮流控制帶來(lái)的困難也越來(lái)越大。在通道受限的情況下,如何合理分配并及時(shí)調(diào)控大理地區(qū)水電風(fēng)電實(shí)時(shí)出力成為難題。

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

2 實(shí)時(shí)出力控制現(xiàn)狀

2.1 電源實(shí)時(shí)出力控制原則

1)按送出通道不同,分片區(qū)進(jìn)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(jī)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(yùn)行、部分電源仍有出力受限時(shí),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(fù)荷預(yù)測(cè)工作還在摸索階段,預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率較低,風(fēng)電出力的隨機(jī)性導(dǎo)致風(fēng)電出力突然大幅度波動(dòng)時(shí),極有可能導(dǎo)致相關(guān)通道過穩(wěn)定極限運(yùn)行。目前調(diào)度員對(duì)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(jìn)行提前調(diào)整。且實(shí)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(fù)荷調(diào)整的參考標(biāo)準(zhǔn),調(diào)度員只能憑感覺對(duì)相關(guān)電廠下達(dá)限負(fù)荷指令,不利于部分電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 電源實(shí)時(shí)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(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)及調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集功能,通過數(shù)據(jù)運(yùn)算、邏輯判斷,計(jì)算出當(dāng)前各個(gè)電源分配出力,給調(diào)度員實(shí)時(shí)調(diào)控提供依據(jù)。

初始控制模型簡(jiǎn)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(fù)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(fù)荷總加為：Fg(調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì));

3)風(fēng)電發(fā)電能力為Pf(采用風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)每15分鐘的預(yù)測(cè)值并自動(dòng)統(tǒng)計(jì)),水電發(fā)電能力為Ps(小電管理技術(shù)支持系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)出力);

4)控制余度為Y(10%左右);

由于實(shí)際運(yùn)行中電源發(fā)電能力及供電負(fù)荷隨時(shí)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(duì)初始模型進(jìn)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(jī)Gs(固定值),風(fēng)電裝機(jī)Gf(固定值);

1)X片區(qū)控制極限為：-K(正表示下網(wǎng),負(fù)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(shí)時(shí)供電負(fù)荷總加為：Fg(調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì));

3)風(fēng)電發(fā)電能力為Pf(采用風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)每15分鐘的預(yù)測(cè)值并自動(dòng)統(tǒng)計(jì)),水電發(fā)電能力為Ps(小電管理技術(shù)支持系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)出力);

4)控制余度為Y(10%左右);

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

相關(guān)運(yùn)算及判斷邏輯為：

1)調(diào)度是否下令限負(fù)荷：調(diào)度員手動(dòng)確認(rèn);

2)出力是否達(dá)極限,判斷條件為：調(diào)度員未下達(dá)限電指令;10分鐘內(nèi)負(fù)荷波動(dòng)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(shí)際分配出力：當(dāng)該片區(qū)有電源實(shí)時(shí)出力已經(jīng)達(dá)到極限(以水電達(dá)極限Ps1為例),且實(shí)時(shí)出力＜初始分配出力時(shí)：,

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

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

5)加/減出力=實(shí)際分配容量-實(shí)時(shí)出力,正代表應(yīng)增加該電源出力,負(fù)則代表要減少該電源出力。

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

4 應(yīng)用實(shí)例

當(dāng)來(lái)水或者來(lái)水變化后,水電廠或者風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電能力降低,以風(fēng)電場(chǎng)來(lái)風(fēng)減小為例,風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電能力降低至Pf= 50 MW(Ps=50 MW不變),通過系統(tǒng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)出力進(jìn)行一個(gè)判斷 (10分鐘內(nèi)負(fù)荷波動(dòng)在10%范圍內(nèi),則判定為該風(fēng)場(chǎng)發(fā)電能力已達(dá)極限),此情況下系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)初始分配情況進(jìn)行重新計(jì)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(jìn)行動(dòng)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(yǔ)

文中經(jīng)過對(duì)大理地區(qū)電源運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)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(fù)荷分配模型的建立,能夠改善調(diào)度臺(tái)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(shí)施。

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

[2] 吳國(guó)旸.風(fēng)電場(chǎng)短期風(fēng)速預(yù)測(cè)探討 [J].吉林電力,2005 (6).

[3] 劉玉.基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析的大型風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)研究[J].黑龍江電力,2011(1).

[4] 王成福.風(fēng)電場(chǎng)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(chǎng)電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)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