一种按高电价优先的光伏电站集控端有功功率分配方法

摘要

本发明公开了一种按高电价优先的光伏电站集控端有功功率分配方法，首先在光伏电站集控端的远动机上设置并运行集控端有功功率分配模块和探测定时器；接着集控端有功功率分配模块根据采集到的调度总有功指令以及各厂站的有功功率实发值，按高电价厂站优先分配原则对集控端总有功功率进行分配，采用探测和按照裕度分配相结合的方法生成实时将集控端总有功功率分配到各厂站的有功功率分配结果；最后集控端有功功率分配模块通过远动机上的通信模块将有功功率分配结果下发到各厂站的前置机AGC模块进行执行。将光伏电站集控端不同厂站不同电价的总发电收益实现最大化，优先满足高电价厂站的发电需求，大幅提高经济收益。

说明书

技术领域

本发明涉及一种有功功率分配方法，特别是涉及一种按高电价优先的光伏 电站集控端有功功率分配方法，属于有功功率控制技术领域。

背景技术

由于新能源上网电价的政策原因，光伏集控所属厂站因建设时期不同或地 理位置不同(例如不同资源区)导致各厂站上网电价差别比较大。

而目前的调度只对集控端下发总有功功率进行调节，再由集控端有功功率 分配模块进行二次分配，并将分配结果发送给各厂站通过厂站AGC功率控制 算法模块执行分配结果。

当前，光伏电站集控端的有功功率分配主要采用按发电裕度或者按功率预 测结果作为分配策略，这些分配策略没有考虑到电价因素，从而直接降低了光 伏电站的经济收益。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种按高电价优先 的光伏电站集控端有功功率分配方法，实现将光伏电站集控端下的不同厂站不 同电价的总发电收益进行最大化，优先满足高电价厂站的发电需求，从而大幅 提高经济收益。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种按高电价优先的光伏电站集控端有功功率分配方法，包括以下步骤：

A)在光伏电站集控端的远动机上设置并运行集控端有功功率分配模块和 探测定时器，其中，远动机用于接收调度中心下发的调度总有功指令、并采集 远动机下连的各厂站的有功功率实发值，探测定时器用于定时跟踪并探测高电 价厂站的发电能力；

B)集控端有功功率分配模块根据采集到的调度总有功指令以及各厂站的 有功功率实发值，按高电价厂站优先分配原则对集控端总有功功率进行分配， 采用探测和按照裕度分配相结合的方法生成实时将集控端总有功功率分配到 各厂站的有功功率分配结果；

C)集控端有功功率分配模块通过远动机上的通信模块将有功功率分配结 果下发到各厂站的前置机AGC模块，并由各厂站的前置机AGC模块执行有功 功率分配结果。

本发明进一步设置为，所述步骤B)按照以下方法实现，具体包括以下步 骤：

1)设定并启动探测定时器；并设定高电价厂站编号为0，其他厂站编号为 i，其中1≤i≤n，则厂站总数目为n+1；编号为i其他厂站均为低电价厂站；

记集控端总有功功率设定值为P_s，调度中心下发的调度总有功指令P_d，高 电价厂站当前实发有功为P₀，高电价厂站有功设定值为P_0s，高电价厂站的可发 有功上限值P_0max，高电价厂站的有功探测值为P_t，厂站i当前实发有功为P_i，厂 站i有功设定值为P_is，厂站i的可发有功上限值P_imax，厂站i的可发有功下限值 P_imin；

其中，P_t设定原则为：可以使得高电价厂站当前实发有功产生有效反馈的 最小值，同时所产生的实发有功变化值在调度允许的波动范围内；

2)计算当前所有厂站总实发有功

计算当前所有厂站总可发有功上限值

计算厂站i发电裕度P_im＝P_imax-P_i；

计算当前所有厂站总发电裕度P_am＝P_amax-P_a；

计算当前所有低电价厂站总发电裕度

计算高电价厂站发电裕度P_0m＝P_0max-P₀；

3)判断光伏电站集控端的远动机是否接收到调度中心下发的调度总有功 指令P_d，若接收到、则将集控端总有功功率设定值P_s设置为调度下发的调度总 有功指令P_d并执行步骤4)，若接收不到、则判断探测定时器是否超时；

若探测定时器超时，则复位探测定时器，并设置P_s＝P_d'，且执行步骤4)， 其中，P_d'为远动机接收到的邻近一次的调度下发的调度总有功指令；

若探测定时器不超时，则返回步骤2)；

4)按高电价厂站优先分配原则对集控端总有功功率进行分配，具体为，

4-1)计算有功增量ΔP＝P_s-P_a；

4-2)如果有功增量ΔP＞0，则增加集控端总实发有功，增加出力，并执行步 骤4-3)；

如果有功增量ΔP≤0，则减少集控端总实发有功，降低出力，具体为，

4-2-1)降低出力的顺序为，优先减少低电价厂站实发有功，如果低电价厂站 总有功设定值降低到低电价厂站的总可发有功下限值时仍无法满足要求，再降 低高电价厂站实发有功；

设置当前所有低电价厂站总有功设定值和低电价厂站总实发有功的差值、 即低电价厂站需要降低的有功功率ΔP_l＝ΔP；

4-2-2)如果P_i-|ΔP_l|×P_im/P_lam＜P_imin，i≥1，将厂站i有功设定值设置为P_is＝P_imin； 如果P_i-|ΔP_l|×P_im/P_lam≥P_imin，i≥1，将厂站i有功设定值设置为P_is＝P_i-|ΔP_l|×P_im/P_lam；

4-2-3)根据步骤4-2-2)所得P_is，计算低电价厂站总有功设定值

如果表明低电价厂站总有功设定值降低到低电价厂站的 总可发有功下限值仍无法满足要求，则降低高电价厂站有功设定值，计算高电 价厂站有功设定值否则将高电价厂站设定值设置为P_0s＝P₀+P_t；

4-2-4)执行步骤5)；

4-3)如果ΔP×P_0m/P_am＜P_t，表明集控端总实发有功的增加量按照裕度分配到 高电价厂站的有功比高电价厂站的有功探测值要小，即P₀+ΔP×P_0m/P_am＜P₀+P_t， 此时对高电价厂站继续进行发电能力探测并按照探测进行分配，将高电价厂站 有功设定值设置为P_0s＝P₀+P_t；

否则，即ΔP×P_0m/P_am≥P_t，表明集控端总实发有功的增加量按照裕度分配到 高电价厂站的有功比高电价厂站的有功探测值要大，即P₀+ΔP×P_0m/P_am≥P₀+P_t， 此时对高电价厂站按照裕度进行分配，将高电价厂站有功设定值设置为 P_0s＝P₀+ΔP×P_0m/P_am；

4-4)根据步骤4-3)确定高电价厂站有功设定值P_0s后，计算除高电价厂站外 的所有低电价厂站总有功设定值P_als＝P_s-P_0s；再计算当前所有低电价厂站总有 功设定值和所有低电价厂站总实发有功的差值ΔP_l＝P_als-P_al，其中，所有低电价 厂站总实发有功

如果ΔP_l＜0，则对低电价厂站进行限电，减少出力，并执行步骤4-5)；

如果ΔP_l≥0，则对低电价厂站进行增电，增加出力，将厂站i有功设定值设 置为P_is＝P_i+|ΔP_l|×P_im/P_lam，i≥1；并执行步骤5)；

4-5)降低出力的顺序为，优先减少低电价厂站有功，当低电价厂站总有功设 定值降低到低电价厂站的总可发有功下限值时，再选择降低高电价厂站有功， 具体为，

4-5-1)通过探测定时器探测高电价厂站发电能力，将高电价厂站有功设定值 设置为P_0s＝P₀+P_t；

4-5-2)如果P_i-|ΔP_l|×P_im/P_lam＜P_imin，i≥1，将厂站i有功设定值设置为P_is＝P_imin， 使低电价厂站i降低到厂站i的可发有功下限值保持厂站i的最小出力；当低电 价厂站总有功设定值降低到低电价厂站的总可发有功下限值时再降低高电价 厂站有功；将高电价厂站有功设定值重新设置为

如果P_i-|ΔP_l|×P_im/P_lam≥P_imin，i≥1，将厂站i有功设定值设置为P_is＝P_i-|ΔP_l|×P_im/P_lam；

5)根据步骤4)获得的高电价厂站有功设定值P_0s和厂站i有功设定值P_is， i≥1，生成实时将集控端总有功功率分配到各厂站的有功功率分配结果。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

充分考虑各厂站存在电价不同和发电能力不同的实际情况，采用发电能力 探测和按裕度分配相配合的方法，完成对所有厂站当前实发有功功率的跟踪以 及对高电价厂站发电能力的探测，对调度下发的总有功功率进行分配；将有功 功率优先分配给高电价厂站，从而满足高电价厂站的发电需求，实现经济收益 的大幅提高。当调度不限电时，按裕度进行分配；当调度限电时，通过探测和 按照裕度相结合的方式进行分配，最大程度地实现光伏集控的最大经济收益。

上述内容仅是本发明技术方案的概述，为了更清楚的了解本发明的技术手 段，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1为本发明的光伏电站系统网络结构图；

图2为本发明的光伏电站有功功率分配构架图；

图3为本发明的集控端有功功率分配模块的有功功率分配流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

本发明提供一种按高电价优先的光伏电站集控端有功功率分配方法，包括 以下步骤：

A)在光伏电站集控端的远动机1上设置并运行集控端有功功率分配模块 和探测定时器，其中，远动机1用于接收调度中心2下发的调度总有功指令、 并采集远动机1下连的各厂站3的有功功率实发值，探测定时器用于定时跟踪 并探测高电价厂站30的发电能力；如图1和图2所示。

B)集控端有功功率分配模块根据采集到的调度总有功指令以及各厂站的 有功功率实发值，按高电价厂站优先分配原则对集控端总有功功率进行分配， 采用探测和按照裕度分配相结合的方法生成实时将集控端总有功功率分配到 各厂站的有功功率分配结果。

C)集控端有功功率分配模块通过远动机1上的通信模块将有功功率分配 结果下发到各厂站3的前置机AGC模块，并由各厂站3的前置机AGC模块执 行有功功率分配结果。

如图3所示，步骤B)按照以下方法实现，具体包括以下步骤：

1)设定并启动探测定时器；并设定高电价厂站编号为0，其他厂站编号为 i，其中1≤i≤n，则厂站总数目为n+1；编号为i其他厂站均为低电价厂站；

记集控端总有功功率设定值为P_s，调度中心下发的调度总有功指令P_d，高 电价厂站当前实发有功为P₀，高电价厂站有功设定值为P_0s，高电价厂站的可发 有功上限值P_0max，高电价厂站的有功探测值为P_t，厂站i当前实发有功为P_i，厂 站i有功设定值为P_is，厂站i的可发有功上限值P_imax，厂站i的可发有功下限值 P_imin；

其中，P_t设定原则为：可以使得高电价厂站当前实发有功产生有效反馈的 最小值，同时所产生的实发有功变化值在调度允许的波动范围内。

2)计算当前所有厂站总实发有功

计算当前所有厂站总可发有功上限值

计算厂站i发电裕度P_im＝P_imax-P_i；

计算当前所有厂站总发电裕度P_am＝P_amax-P_a；

计算当前所有低电价厂站总发电裕度

计算高电价厂站发电裕度P_0m＝P_0max-P₀。

3)判断光伏电站集控端的远动机是否接收到调度中心下发的调度总有功 指令P_d，若接收到、则将集控端总有功功率设定值P_s设置为调度下发的调度总 有功指令P_d并执行步骤4)，若接收不到、则判断探测定时器是否超时；

若探测定时器超时，则复位探测定时器，并设置P_s＝P_d'，且执行步骤4)， 其中，P_d'为远动机接收到的邻近一次的调度下发的调度总有功指令；

若探测定时器不超时，则返回步骤2)。

4)按高电价厂站优先分配原则对集控端总有功功率进行分配，具体为，

4-1)计算有功增量ΔP＝P_s-P_a；

4-2)如果有功增量ΔP＞0，则增加集控端总实发有功，增加出力，并执行步 骤4-3)；

如果有功增量ΔP≤0，则减少集控端总实发有功，降低出力，具体为，

4-2-1)降低出力的顺序为，优先减少低电价厂站实发有功，如果低电价厂站 总有功设定值降低到低电价厂站的总可发有功下限值时仍无法满足要求，再降 低高电价厂站实发有功；

设置当前所有低电价厂站总有功设定值和低电价厂站总实发有功的差值、 即低电价厂站需要降低的有功功率ΔP_l＝ΔP；

4-2-2)如果P_i-|ΔP_l|×P_im/P_lam＜P_imin，i≥1，将厂站i有功设定值设置为P_is＝P_imin； 如果P_i-|ΔP_l|×P_im/P_lam≥P_imin，i≥1，将厂站i有功设定值设置为P_is＝P_i-|ΔP_l|×P_im/P_lam；

4-2-3)根据步骤4-2-2)所得P_is，计算低电价厂站总有功设定值

如果表明低电价厂站总有功设定值降低到低电价厂站的 总可发有功下限值仍无法满足要求，则降低高电价厂站有功设定值，计算高电 价厂站有功设定值否则将高电价厂站设定值设置为P_0s＝P₀+P_t；

4-2-4)执行步骤5)；

4-3)如果ΔP×P_0m/P_am＜P_t，表明集控端总实发有功的增加量按照裕度分配到 高电价厂站的有功比高电价厂站的有功探测值要小，即P₀+ΔP×P_0m/P_am＜P₀+P_t， 此时对高电价厂站继续进行发电能力探测并按照探测进行分配，将高电价厂站 有功设定值设置为P_0s＝P₀+P_t；

否则，即ΔP×P_0m/P_am≥P_t，表明集控端总实发有功的增加量按照裕度分配到 高电价厂站的有功比高电价厂站的有功探测值要大，即P₀+ΔP×P_0m/P_am≥P₀+P_t， 此时对高电价厂站按照裕度进行分配，将高电价厂站有功设定值设置为 P_0s＝P₀+ΔP×P_0m/P_am；

4-4)根据步骤4-3)确定高电价厂站有功设定值P_0s后，计算除高电价厂站外 的所有低电价厂站总有功设定值P_als＝P_s-P_0s；再计算当前所有低电价厂站总有 功设定值和所有低电价厂站总实发有功的差值ΔP_l＝P_als-P_al，其中，所有低电价 厂站总实发有功

如果ΔP_l＜0，则对低电价厂站进行限电，减少出力，并执行步骤4-5)；

如果ΔP_l≥0，则对低电价厂站进行增电，增加出力，将厂站i有功设定值设 置为P_is＝P_i+|ΔP_l|×P_im/P_lam，i≥1；并执行步骤5)；

4-5)降低出力的顺序为，优先减少低电价厂站有功，当低电价厂站总有功设 定值降低到低电价厂站的总可发有功下限值时，再选择降低高电价厂站有功， 具体为，

4-5-1)通过探测定时器探测高电价厂站发电能力，将高电价厂站有功设定值 设置为P_0s＝P₀+P_t；

4-5-2)如果P_i-|ΔP_l|×P_im/P_lam＜P_imin，i≥1，将厂站i有功设定值设置为P_is＝P_imin， 使低电价厂站i降低到厂站i的可发有功下限值保持厂站i的最小出力；当低电 价厂站总有功设定值降低到低电价厂站的总可发有功下限值时再降低高电价 厂站有功；将高电价厂站有功设定值重新设置为如果P_i-|ΔP_l|×P_im/P_lam≥P_imin，i≥1，将厂站i有功设定值设置为P_is＝P_i-|ΔP_l|×P_im/P_lam。

5)根据步骤4)获得的高电价厂站有功设定值P_0s和厂站i有功设定值P_is， i≥1，生成实时将集控端总有功功率分配到各厂站的有功功率分配结果。

本发明的创新点在于，完成对所有厂站当前实发有功功率的跟踪以及对高 电价厂站发电能力的探测，对调度下发的总有功功率进行分配；当调度不限电 时，按裕度进行分配；当调度限电时，通过探测和按照裕度相结合的方式进行 分配，最大程度地实现光伏集控的最大经济收益。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人 员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只 是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各 种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求 保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。