程虹++王偉+朱文廣++熊寧++楊為群

摘 要： 以大型分布式光伏風(fēng)電發(fā)電為對象，基于電網(wǎng)電力平衡對智能調(diào)度發(fā)電消納數(shù)據(jù)的方法進行研究。通過對風(fēng)電發(fā)電在不限制風(fēng)電出力最大消納能力、限制風(fēng)電出力最大消納能力的計算，以全網(wǎng)負荷預(yù)測為依據(jù)，按照光伏發(fā)電站并網(wǎng)運行特性進行電站接納能力評價排序、分配，從而進行消納數(shù)據(jù)的實時調(diào)整。使用消納數(shù)據(jù)實時調(diào)度AGC模塊，通過SDH消納數(shù)據(jù)調(diào)度自動化配置，實現(xiàn)光伏發(fā)電消納數(shù)據(jù)的智能調(diào)度。通過AGC目標(biāo)值與實際值對比表明，在限電時段，風(fēng)電場總機出力AGC目標(biāo)值曲線與實際值曲線比較接近，偏差較小。智能調(diào)度方法能夠自動準確地統(tǒng)計各風(fēng)電場發(fā)電出力受阻時段，使風(fēng)電理論功率的計算誤差最小化。

關(guān)鍵詞： 分布式光伏發(fā)電； 消納數(shù)據(jù)； 智能調(diào)度； 風(fēng)電發(fā)電

中圖分類號： TN911.1?34； TM614 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）09?0152?04

Abstract： Taking the large?scale distributed photovoltaic and wind power generation as an object， the method to schedule the power generation absorption data intelligently is studied on the basis of the power balance of the power grid. The maximum absorption capacity of the wind power output not restricted by the wind power generation， and maximum absorption capacity of the wind power output restricted by the wind power generation are calculated to evaluate， sort and distribute the substation absorption capacity according to the whole network load prediction and grid?connected operating characteristic of the photovoltaic power generation. The absorption data real?time scheduling AGC module and scheduling automatic configuration of SDH absorption data are used to realize the intelligent scheduling of the photovoltaic power generation absorption data. The comparison results of the AGC target value and actual value show that the curve of the AGC target value of the wind power plant operator output is closely approach to that of the actual value in the power supply restricted period， and its deviation is small. The intelligent dispatching method can automatically and accurately calculate the power generation output restricted time of each wind power plant to make the calculation error of the wind power theory minimum.

Keywords： distributed photovoltaic power generation； absorption data； intelligent scheduling； photovoltaic and wind power generation

0 引 言

分布式發(fā)電實質(zhì)是指利用分散資源，裝機規(guī)模小、在用戶附近布置的發(fā)電單元。光伏發(fā)電是一種分布式新能源，提供電源支撐給當(dāng)?shù)刎摵?，配電網(wǎng)接入光伏電源是利用光伏的主要方式[1]。智能電網(wǎng)以電網(wǎng)基礎(chǔ)、技術(shù)支撐為體系，可及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)全景信息發(fā)生的故障，可適應(yīng)大型分布式電源的接入，運行經(jīng)濟高效，可實現(xiàn)對實時信息及非實時信息高度集成、利用、共享，以雙向互動服務(wù)模式為特點[2?5]。在風(fēng)電場大規(guī)模并網(wǎng)后，對電力系統(tǒng)的間歇性與隨機性調(diào)度提出新挑戰(zhàn)，風(fēng)電場由于對電網(wǎng)調(diào)度能力缺乏參與，這就需要對發(fā)電消納數(shù)據(jù)進行調(diào)度協(xié)同調(diào)節(jié)。

風(fēng)電大規(guī)模集中并網(wǎng)帶來系統(tǒng)電壓、潮流、穩(wěn)定、調(diào)峰、電能質(zhì)量等問題，對風(fēng)電消納能力造成了制約[6?9]。如何采用智能調(diào)度方法解決風(fēng)電消納難題，是目前風(fēng)電調(diào)度機構(gòu)非常關(guān)注的問題[10?12]。

本文主要討論在電力調(diào)度工作中，基于電網(wǎng)電力平衡來分析消納風(fēng)電能力，計算得到的結(jié)果既可以作為安排火電機組開機方式的依據(jù)，也可以作為規(guī)劃部門的參考，可以根據(jù)電網(wǎng)消納風(fēng)電的實際能力合理制定風(fēng)電場的并網(wǎng)容量規(guī)劃。本文以大型分布式光伏風(fēng)電發(fā)電為對象，基于電網(wǎng)電力平衡對智能調(diào)度發(fā)電消納數(shù)據(jù)的方法進行研究。

1 分布式光伏發(fā)電

在已經(jīng)實際投運的風(fēng)電系統(tǒng)中，電網(wǎng)接入風(fēng)電場的消納方式有分布式和集中式兩種。風(fēng)電場容量較小，電網(wǎng)以分布式電源分散的方式進行地區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)的接入，其消納為就地式；風(fēng)電場容量較大，電網(wǎng)以集中式接入高壓輸電通道，其消納為遠方輸送式。分布式光伏發(fā)電實質(zhì)是通過采用光伏組件，將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能，屬于一種新型的發(fā)電系統(tǒng)，其綜合利用價值高，發(fā)展前景廣闊。分布式光伏發(fā)電采用的是就近處理，因此可降低同規(guī)模光伏發(fā)電站發(fā)電量，變壓升壓過程中的能耗可大幅減少。

2 消納能力計算

2.1 消納能力計算原理

風(fēng)電消納能力受限是由電網(wǎng)輸送約束的限制造成的，要確定風(fēng)電最大消納能力、合理并網(wǎng)點，就必須對電網(wǎng)負荷、外送極限進行考慮，同時也要考慮電網(wǎng)潮流分布特性、電壓穩(wěn)定性，風(fēng)電機組的最大出力如下：

式中：網(wǎng)內(nèi)最大負荷用表示；省間外送極限用表示；水電機組出力用表示；火電機組最小出力用表示。

在進行計算時，選擇一個典型日，對日內(nèi)負荷、最小開機方式進行分析。確定系統(tǒng)各潮流輸送斷面、開機方式，對電廠動態(tài)穩(wěn)定特性、電壓穩(wěn)定性進行分析，最后確定合適并網(wǎng)點，風(fēng)電消納能力計算流程圖見圖1。

2.2 不限制風(fēng)電出力最大消納能力

內(nèi)風(fēng)電消納能力的計算原則是完全不限制風(fēng)電出力，對于一定容量的風(fēng)電機組，在反調(diào)峰特性下采用該方法對系統(tǒng)調(diào)峰能力進行分析。

2.4 計算流程

限制風(fēng)電年度消納能力的計算步驟如下：首先是初始數(shù)據(jù)的輸入，對風(fēng)電裝機容量初值進行設(shè)定，計算平均負荷計算非風(fēng)電機組最小開機容量確定風(fēng)電可提供的發(fā)電負荷；對風(fēng)電全年上網(wǎng)電量、棄風(fēng)電量進行計算；最后進行風(fēng)電年利用小時數(shù)，非風(fēng)電電源年利用小時數(shù)，棄風(fēng)比例等指標(biāo)的計算，限制出力時風(fēng)電消納能力的計算流程見圖2。

3 消納數(shù)據(jù)實時調(diào)整

以全網(wǎng)負荷預(yù)測為依據(jù)，按照光伏發(fā)電站并網(wǎng)運行特性進行電站接納能力評價排序、分配，從而進行消納數(shù)據(jù)的實時調(diào)整?；贒5000平臺，獲取同步網(wǎng)絡(luò)拓撲、日前計劃的安全校核等，依據(jù)地區(qū)負荷預(yù)測、區(qū)域內(nèi)電場風(fēng)功率預(yù)測、區(qū)域內(nèi)斷面與外送斷面熱穩(wěn)極限、區(qū)域內(nèi)風(fēng)電整體接納能力，進行風(fēng)電接納空間的計算，如果全額消納無法實現(xiàn)，按照評價排序結(jié)果優(yōu)化分配限電功率，對越限線路和斷面進行消除。當(dāng)進行日內(nèi)實時調(diào)度時，每15 min，風(fēng)電消納評估系統(tǒng)對電網(wǎng)4 h內(nèi)的消納能力、斷面越限情況進行滾動分析，同時進行風(fēng)電出力過大的調(diào)整，消除風(fēng)險。日內(nèi)風(fēng)電計劃直接發(fā)送到平臺的AGC模塊，模塊接到信息后下發(fā)風(fēng)電場執(zhí)行，為消納數(shù)據(jù)的調(diào)度提供設(shè)置控制的風(fēng)電功能，圖3為消納數(shù)據(jù)日前與日內(nèi)實時調(diào)度的AGC模塊。

4 調(diào)度自動化配置

電網(wǎng)接入分布式光伏會對其潮流分布造成影響，這樣就增加了電網(wǎng)消納調(diào)度的復(fù)雜度，因而需要監(jiān)控系統(tǒng)對電源、主配網(wǎng)運行方式進行實時分析，并給出對調(diào)度輔助的策略分析，然后進行調(diào)度、控制，通過通信裝置，將并網(wǎng)狀態(tài)、電流、電壓、發(fā)電量、功率因數(shù)、主斷等信息送到調(diào)度中心，將其在光伏監(jiān)控系統(tǒng)進行集成。分布式光伏目前大多采用SDH通信方式，配置一臺SDH光端機在光伏電站，通過光纜將通信電路接入變電站。通過485線，將光伏站設(shè)備電能表、逆變器、智能匯流箱等接入通信，然后轉(zhuǎn)換成同監(jiān)控主站相同的規(guī)約，并上傳至調(diào)度中心，如果保護裝置的通信協(xié)議與監(jiān)控主站規(guī)約一致，則可直接接入監(jiān)控主站，圖4為SDH消納數(shù)據(jù)調(diào)度自動化方案。

5 智能調(diào)度方法評價

基于智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，采用AGC目標(biāo)值與實際值對比，檢驗智能調(diào)度方法的準確性，對各時段采樣點風(fēng)電場實際總機出力進行自動計算，通過與AGC目標(biāo)曲線的偏差，判定該時刻是否處于限電時段，當(dāng)兩者數(shù)值具有非常高的吻合度時，偏差接近0的點為限電時段；當(dāng)兩者數(shù)值具有較低的吻合度時，為非限電時段。智能調(diào)度AGC目標(biāo)值與實際值的對比見圖5。

從圖5可以看出，在限電時段，風(fēng)電場總機出力AGC目標(biāo)值曲線與實際值曲線比較接近，偏差較小。智能調(diào)度方法能夠自動準確統(tǒng)計各風(fēng)電場發(fā)電出力受阻時段，使風(fēng)電理論功率的計算誤差最小化。

6 結(jié) 語

本文以大型分布式光伏風(fēng)電發(fā)電為對象，基于電網(wǎng)電力平衡對智能調(diào)度發(fā)電消納數(shù)據(jù)的方法進行研究。通過對風(fēng)電發(fā)電在不限制風(fēng)電出力最大消納能力、限制風(fēng)電出力最大消納能力的計算，以全網(wǎng)負荷預(yù)測為依據(jù)，按照光伏發(fā)電站并網(wǎng)運行特性進行電站接納能力評價排序、分配，從而進行消納數(shù)據(jù)的實時調(diào)整，使用消納數(shù)據(jù)實時調(diào)度AGC模塊，通過SDH消納數(shù)據(jù)調(diào)度自動化配置，實現(xiàn)光伏發(fā)電消納數(shù)據(jù)的智能調(diào)度，通過AGC目標(biāo)值與實際值對比表明，在限電時段，風(fēng)電場總機出力AGC目標(biāo)值曲線與實際值曲線比較接近，偏差較小。智能調(diào)度方法能夠自動準確統(tǒng)計各風(fēng)電場發(fā)電出力受阻時段，使風(fēng)電理論功率的計算誤差最小化。

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