一种分析风电场输出功率波动对电网影响的方法

摘要

一种分析风电场输出功率波动对电网影响的方法。使用区域电网内单风电场风电功率预测数据、区域电网风电实际功率数据、区域电网ACE（AreaControlError即区域控制偏差，是根据电网的当前负荷、发电、受电、频率等因素形成的偏差值，它反映了区域的功率平衡情况）波动数据，计算出下一时刻预测ACE波动，与ACE阈值比较，并做出预警。本发明为风电大规模并网接入及调度提供依据，有助于提高绿色能源的利用效率，具有显著的经济效益和社会效益。

说明书

技术领域

本发明属于风力发配电技术领域，涉及一种分析风电场输出功率波动对电网影响的方法。 

背景技术

近年来，我国的并网风电发展迅速，到2009年底，全国风电总装机容量达到2580.5万千瓦（共21581台风电机组），居世界第二位,到2010年9月，我国有四个省区电网的风电装机容量超过200万千瓦,到2020年，预计风电总装机容量将达到1.5亿千瓦，建成7个千万千瓦级超大规模风电基地。风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电场的输出功率具有间歇性和波动性，大规模并网风电给电力系统的安全稳定运行带来困难，风电并网的技术难题、运行困难、瓶颈逐步显现，风电并网困难成为一个关注焦点。量化分析风电场输出功率对电网的影响，能够为实时修正电网调度部门的发电计划提供依据，从而为保障电网安全稳定，最大限度的提高风电等绿色能源的利用效率提供依据。

使用区域电网内单风电场风电功率预测数据、区域电网风电实际功率数据、区域电网ACE（Area Control Error 即区域控制偏差，是根据电网的当前负荷、发电、受电、频率等因素形成的偏差值，它反映了区域的功率平衡情况）波动数据，计算出下一时刻预测ACE波动，与ACE阈值比较，并做出预警，是一种有效的分析风电场输出功率波动对电网影响的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分析风电场输出功率波动对电网影响的方法，为风电并网及调度提供参考，保障电网安全稳定运行。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案。

本发明根据区域电网内单风电场风电功率预测数据、区域电网风电实际输出功率数据，结合区域电网ACE波动数据分析风电场输出功率波动对电网的影响，包括以下步骤：

从区域电网各并网风电场风电预测系统中采集各并网风电场预测功率，根据时间进行整编，相同时间点的风电场预测功率求和，计算得出区域电网风电预测总功率（风电预测功率为15分钟1个数据点）:

式中：n表示区域电网各并网风电场数，表示单风电场预测功率，表示区域电网风电预测总功率。

从区域电网数据采集与监控系统中采集区域电网各并网风电场实际输出功率，根据时间进行整编，相同时间点的风电场实际输出功率求和，计算得出区域电网风电实际输出总功率：

式中：n表示区域电网各并网风电场数，表示单风电场实际输出功率，代表区域电网风电实际输出总功率。

从区域电网数据采集与监控系统中采集区域电网ACE波动数据。

根据当前时刻风电实际总功率，当前时刻之后最临近的风电预测总功率，计算出分析时刻预测风电功率波动：

   （<）

式中：表示当前时刻距最临近风电预测总功率的时长，表示当前时刻距分析时刻的时长，表示当前时刻风电实际总功率，表示时刻风电预测总功率，表示分析时刻预测风电功率波动。

根据当前时刻ACE波动，分析时刻预测风电功率波动预测，计算得出分析时刻预测ACE波动：

式中：表示分析时刻预测ACE波动，表示当前时刻ACE波动，表示分析时刻预测风电功率波动。

将计算出的分析时刻预测ACE波动与ACE波动阈值比较，若超出阈值，则做出预警。

本发明的有益效果在于，提供的分析风电场输出功率波动对电网影响的方法，基于区域电网风电实际功率数据，结合区域电网内单风电场风电功率预测数据，区域电网ACE波动数据，提供量化分析方法，分析风电场输出功率波动对电网的影响。其核心在于综合风电功率预测技术与SCADA技术，预警风电功率波动对电网的影响，为风电大规模并网接入及调度提供依据，有助于提高绿色能源的利用效率，具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明流程图。

具体实施方式

本发明的分析风电场输出功率波动对电网影响的方法主要在于量化分析区域风电输出功率波动对区域电网ACE波动的影响，由三个环节构成：基础数据采集、计算、比较限值，预警，流程如图1所示。

 1）基础数据采集

Step1：从华北电网各并网风电场风电预测系统中采集各并网风电场预测功率，如2010年12月01日00时至12时华北电网某两个风电场预测功率。

 Step2：根据时间进行整编，相同时间点的风电场预测功率求和，根据公式

计算得出华北电网风电预测总功率，如2010年12月01日华北电网风电预测总功率数据。

 Step3：采集华北电网内各并网风电场实际输出功率，如2010年12月01日08时00分至48分华北电网某两个风电场实际输出功率。

 Step4：根据时间进行整编，相同时间点的各并网风电场实际输出功率求和，根据公式

计算得出华北电网风电实际总输出功率，如2010年12月01日08时00分至48分华北电网风电实际总输出功率数据。

Step5：采集华北电网ACE波动数据，如2010年12月01日08时00分至30分华北电网ACE波动数据。

 2）计算

Step1：取当前时刻为2010年12月01日08时30分，该时刻华北电网风电实际总功率为3724MW，与该时刻最临近的华北电网风电预测总功率为2010年12月01日08时45分的3920MW，则为15min，取分析时刻为2010年12月01日08时31分，则为1min，根据公式：

，

计算得出时刻预测预测风电功率波动为13.07MW。

 Step2：取当前时刻为2010年12月01日08时30分，该时刻华北电网ACE波动为24MW，根据公式：

计算得出时刻预测ACE波动为37.07MW。

 3）比较限值，预警

Step1：取当前时刻为2010年12月1日08时30分，分析时刻为2010年12月01日08时31分，计算得出分析时刻预测ACE波动为37.07MW，与ACE波动阈值30MW比较，ACE波动越阈值7.07MW，做出预警。

按照上述流程，2010年12月1日08时30时，华北电网值班调度员可以根据风电功率波动可能引起08时31分京津唐ACE波动越阈值7.07MW及时做出反应，调整其他类型电源运行方式，避免风电功率波动对电网安全稳定运行造成不利影响。