适应大规模风电接入的互联电网有功调度与控制方案

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1、第'&卷!第!,期./0#'&1/#!,!"$!$年-月!$日235#!$"$!$"4适应大规模风电接入的互联电网有功调度与控制方案高宗和!滕贤亮!张小白!国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司"江苏省南京市$"!$$$'摘要!风电场已经并将继续大规模集中接入主干网!这给互联电网有功调度与控制带来新的挑战$文中首先对适应大规模风电接入的互联电网有功调度模式进行了分析!指出传统的省级电网有功就地平衡控制模式已无法抵御大规模风电功率波动对互联电网造成的冲击$提出了在更大范围内消纳风电的区域电网集中控制模式!并从平

2、衡方式%控制主体%资源调配%省际交换%安全约束和通信传输等几方面分析了这种控制模式的特点$为适应中国现有调度体制和技术基础!提出了以集中控制为目标%分级协调控制为过渡的互联电网有功功率调度与控制的解决方案$关键词!自动发电控制&集中控制&分级协调控制&风电接入!引言功扰动发生时"各省控制区间自动发电控制!$O7)!作为可再生能源的重要组成部分"风力发电在"风"必须结合"实&中国已进入快速发展阶段&大规模风电并网后电出力的随机性和间歇性特性"对电网的安全运行和电能质量造成了非常不利的影响"也给互联电网有功功率

3、控制带来了新的挑战&因此()!+"风电的特点"研究并提出适应于大规模风电接入的互联电网有功调度与控制方法"以改进传统的有功调度模式和控制手段&一方面"需要提高风电机组风电场自身的调节能力"并以适当的方式参与区域电网的有功功率控制#另一方面"需要从整个区域互联电网的角度出发"充分利用全网的可调节资源现大规模风电在大范围电网内的合理消纳现阶段"中国区域互联电网的有功功率控制模%缺乏有效的协调与配合"影响频率和联络线功率的"网调直调电"一些优质的调节资源得不"充"打破分省功率平衡"更好地&%参与辅助调#研控制效果

4、&同时"受调度管辖权的掣肘厂的作用不能充分发挥到有效的利用&由此可见"传统的省网有功功率就地平衡的O7)模式不利于互联电网消纳大规模风电能力的发挥"需要研究新的互联电网有功功率控制模式分利用网%省调的所有调节资源的壁垒"在更大范围内平息风电出力的波动发挥全网O7)的调节能力本文提出了含风电场控制的区域电网有功调度框架"从基于风电预测的发电计划编制频等环节探讨了风电参与有功控制的技术实现究并提出了适应风电大规模接入的区域电网集中控制模式#结合中国现有的多级调度体"%式属于"级调度体制*各省级控制区通常采用联络

5、线频率偏差控制$"以维持本省控制区有功功!R9)率的就地平衡#区域电网电力调度通信中心!简称网调$直调机组通常承担调频或按计划曲线调整的任务"有时也承担特定的控制任务"如跨区特高压互联线路的调整等&()'+(省级电网!简称省网$有功功率就地平衡控制模式要求各省网都具有一定的调节资源"调节资源匮乏的省网往往需要其他省网的功率支援"这种支援是通过$考核标!):2C/?5@/03@M/@=>?C3A5>?<>@<4准来实现的"其支援量非常有限&此外"现有的调()F度模式缺乏协调性"当包括风电出力波动在内的有制"提

6、出了分级协调控制模式"作为向集中控制模式的一种过渡&!含风电场的区域电网有功调度模式"传统的有功调度模式由日前!日内$发电计划机组%实时协调机组和O7)机组在时间上相互衔接构成了实时调度运行框架"为区域电网的有功调度提供了可靠的保障&受机组自身运行特性和风力(),发电的不确定性影响"风电机组难以具备像常规水火电机组一样的功率调节能力&将风电机组纳入区域电网的有功调度与控制框架"应采取基于风电功率预测的发电计划跟踪为主"风电机组直接参与调频为辅!简称为辅助调频$的控制原则&适应风电接入的有功调度框架如图!所示

7、&收稿日期'$"$!$+$,+"()十一五*国家科技支撑计划重大资助项目与传统的有功调度模式相比"风电接入后新增的主要功能有*"#$"$$%9OO!'9$F''',"$!$'&!,"!$!的遥调方式"将风电场的有功指令通过指定链路下发&此外"还可以通过遥控方式投切风电机组并网馈线开关"实现风电机组的启停控制&由于风电机组不宜频繁启停"一般不作为常规调节手段"仅用于紧急情况&图!区域电网的风电调度框架!集中控制模式"##$!"#/.-52*/N*+.()$=5*25/0$,.)(E(*',$05/$'%FF%

8、!!现有调度模式面临的问题)E5$')5/.)$*'*+2$'0*25/%F#!"$短期与超短期风电功率预测!采用多时间维度的风电功率预测"并结合相同"综合考时间级的负荷预测%网络拓扑%检修计划等虑电网的安全约束"实现经济目标最优的发电计划优化编制&其中"短期风电功率预测主要用于安排日前和日内计划"超短期风电功率预测则主要用于编制实时调度计划&随着风电场的大规模%集中式接入主干网&在传统"风电穿透率高的区域"单纯