一种用于新能源电力系统的分散集群控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种用于新能源电力系统的分散集群控制系统及方法，属于电力系统运行控制技术领域。本发明系统包括：优化决策单元，输出运行指令；稳定控制单元，确定满足当前稳定边界条件的运行需求并下发；自治执行单元，执行调整动作。本发明实现了高比例新能源电力系统中各发电单元和电网关键设备的分散集群控制，提升电网的安全稳定运行水平，且本发明系统功能清晰，具有较高的工程适用性，可以有效保障电网的安全、稳定运行。

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统运行控制技术领域，并且更具体地，涉及一种用于新能源电力系统的分散集群控制系统及方法。

背景技术

能源危机使得人们对新能源的研究和利用越来越重视，而新能源发电是利用新能源的主要途径，近年来，我国新能源持续快速增长，在电网中占比日益提高，逐步进入大规模发展阶段，目前风电、太阳能装机容量均居世界第一，从当前电网结构看，在未来几年某些区域电网新能源占比会达到60％-80％以上，形成高比例新能源电网。

由于新能源发电站在空间上呈分散式接入电力系统，且新能源发电单元数量较大，集中式控制新能源装备难以实现，此外，新能源发电出力难以预测、可控范围小、各单元出力较小，以及电力电子无机械惯量等原因，新能源电站无法单纯依靠监测本地量实现调节并对电网形成有效支撑，基于区域信息的自主式电源控制和集中协同控制的分散集群控制，是解决高比例新能源接入场景下电力系统控制问题的有效途径。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种用于新能源电力系统的分散集群控制系统，包括：

优化决策单元，所述优化决策单元根据第一输入信息确定新能源电力系统的优化目标及优化目标的优化边界，根据优化目标及优化目标的优化边界，输出运行指令；

稳定控制单元，所述稳定控制单元接收优化决策单元下发的运行指令，根据运行指令及第二输入信息确定当前新能源电力系统稳定边界条件，确定满足当前稳定边界条件的运行需求并下发；

自治执行单元，所述自治执行单元接收稳定控制单元下发的运行需求，根据运行需求及第三输入信息，确定当前执行边界条件，并确定当前运行状态是否需要调整，当确定需要调整时，执行调整动作。

可选的，第一输入信息，包括：系统负荷预测信息、新能源发电机组的出力预测信息、新能源发电机组的调节能力信息和新能源发电机组的发电成本信息。

可选的，第二输入信息，包括：运行指令、电网运行状态信息和安稳事件信息。

可选的，第三输入信息，包括：运行需求、本地电气量和机组运行状态。

可选的，执行调整动作，包括：调整新能源机组的有功出力、无功出力和关键控制参数。

可选的，稳定控制单元和自治执行单元包括多个。

本发明还提出了一种用于新能源电力系统的分散集群控制方法，包括：

根据第一输入信息确定新能源电力系统的优化目标及优化目标的优化边界，根据优化目标及优化目标的优化边界，输出运行指令；

根据运行指令及第二输入信息，确定当前新能源电力系统稳定边界条件，确定满足当前稳定边界条件的运行需求并下发；

根据运行需求及第三输入信息，确定当前执行边界条件，并确定当前运行状态是否需要调整，当确定需要调整时，执行调整动作。

可选的，第一输入信息，包括：系统负荷预测信息、新能源发电机组的出力预测信息、新能源发电机组的调节能力信息和新能源发电机组的发电成本信息。

可选的，第二输入信息，包括：运行指令、电网运行状态信息和安稳事件信息。

可选的，第三输入信息，包括：运行需求、本地电气量和机组运行状态。

可选的，执行调整动作，包括：调整新能源机组的有功出力、无功出力和关键控制参数。

本发明实现了高比例新能源电力系统中各发电单元和电网关键设备的分散集群控制，提升电网的安全稳定运行水平，且本发明系统功能清晰，具有较高的工程适用性，可以有效保障电网的安全、稳定运行。

附图说明

图1为本发明一种用于新能源电力系统的分散集群控制系统结构图；

图2为本发明一种用于新能源电力系统的分散集群控制方法流程图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

针对上述问题，本发明提出了一种用于新能源电力系统的分散集群控制系统，如图1所示，包括：

优化决策单元，所述优化决策单元根据第一输入信息确定新能源电力系统的优化目标及优化目标的优化边界，根据优化目标及优化目标的优化边界，输出运行指令；

稳定控制单元，所述稳定控制单元接收优化决策单元下发的运行指令，根据运行指令及第二输入信息确定当前新能源电力系统稳定边界条件，确定满足当前稳定边界条件的运行需求并下发；

自治执行单元，所述自治执行单元接收稳定控制单元下发的运行需求，根据运行需求及第三输入信息，确定当前执行边界条件，并确定当前运行状态是否需要调整，当确定需要调整时，执行调整动作。

其中，第一输入信息，包括：系统负荷预测信息、新能源发电机组的出力预测信息、新能源发电机组的调节能力信息和新能源发电机组的发电成本信息。

第二输入信息，包括：运行指令、电网运行状态信息和安稳事件信息。

可选的，第三输入信息，包括：运行需求、本地电气量和机组运行状态。

执行调整动作，包括：调整新能源机组的有功出力、无功出力和关键控制参数。

稳定控制单元和自治执行单元包括多个。

其中，优化决策单元进行集中优化，以新能源最大程度消纳或综合成本最低为优化目标，确定当前优化边界下各场站的运行指令。

本发明还提出了一种用于新能源电力系统的分散集群控制方法，如图2所示，包括：

根据第一输入信息确定新能源电力系统的优化目标及优化目标的优化边界，根据优化目标及优化目标的优化边界，输出运行指令；

根据运行指令及第二输入信息，确定当前新能源电力系统稳定边界条件，确定满足当前稳定边界条件的运行需求并下发；

根据运行需求及第三输入信息，确定当前执行边界条件，并确定当前运行状态是否需要调整，当确定需要调整时，执行调整动作。

其中，第一输入信息，包括：系统负荷预测信息、新能源发电机组的出力预测信息、新能源发电机组的调节能力信息和新能源发电机组的发电成本信息。

第二输入信息，包括：运行指令、电网运行状态信息和安稳事件信息。

第三输入信息，包括：运行需求、本地电气量和机组运行状态。

执行调整动作，包括：调整新能源机组的有功出力、无功出力和关键控制参数。

本发明实现了高比例新能源电力系统中各发电单元和电网关键设备的分散集群控制，提升电网的安全稳定运行水平，且本发明系统功能清晰，具有较高的工程适用性，可以有效保障电网的安全、稳定运行。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。