1風(fēng)電接入對AGC帶來何種挑戰(zhàn)？

近年來，由于清潔、豐富等特點(diǎn)，風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)容量不斷增長，風(fēng)電在電力系統(tǒng)中的作用愈來愈重要。隨著風(fēng)電的大規(guī)模并網(wǎng)，其擾動(dòng)性發(fā)電負(fù)荷影響電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，電網(wǎng)不得以對風(fēng)電廠采取限發(fā)措施。風(fēng)電并網(wǎng)容量的增加，對電網(wǎng)自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)也帶來新的沖擊。由于風(fēng)力發(fā)電存在著隨機(jī)性、快速變化性等特點(diǎn)，風(fēng)機(jī)出力擾動(dòng)的快速變化對AGC機(jī)組的快速變負(fù)荷能力提出了更高的要求。

2AGC調(diào)配過程中應(yīng)采取怎樣的措施應(yīng)對風(fēng)電接入帶來的挑戰(zhàn)？

在當(dāng)前我國的電網(wǎng)中，火電機(jī)組是補(bǔ)償風(fēng)電變化的必然選擇，這對火電機(jī)組的快速變負(fù)荷能力也提出更高的要求。將機(jī)組的快速變負(fù)荷能力納入到AGC調(diào)度的優(yōu)化目標(biāo)中，給予具有快速變負(fù)荷特性的機(jī)組以更多的機(jī)會(huì)參與AGC調(diào)節(jié)過程，能夠提高整體調(diào)節(jié)時(shí)間，以適應(yīng)風(fēng)電接入后的需求。另一方面，可以通過建立風(fēng)電與AGC調(diào)節(jié)機(jī)組出力的關(guān)聯(lián)關(guān)系，為應(yīng)對風(fēng)電的AGC調(diào)度提供新的思路。

3網(wǎng)絡(luò)損耗靈敏度在AGC調(diào)度中的作用？

為了簡化計(jì)算，在已有的關(guān)于經(jīng)濟(jì)分配研究中線路的傳輸損耗通常被忽略。事實(shí)上，傳輸損耗直接影響發(fā)電機(jī)的出力，進(jìn)而影響分配的經(jīng)濟(jì)性,若將其忽略，將直接影響著優(yōu)化結(jié)果的準(zhǔn)確性。當(dāng)風(fēng)電變化時(shí)，火電調(diào)頻廠需要變負(fù)荷以補(bǔ)償風(fēng)電機(jī)組出力，傳輸線路距離越長，傳輸線上的損耗也相應(yīng)增加。在進(jìn)行風(fēng)電與火電機(jī)組AGC調(diào)配優(yōu)化過程中，傳輸損耗的影響就更不能忽略。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)損耗靈敏度作為一個(gè)中間量，建立起了風(fēng)電與調(diào)頻機(jī)組間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。因而在AGC調(diào)度問題中，可以通過網(wǎng)絡(luò)損耗靈敏度建立系統(tǒng)功率平衡約束，并將其納入到AGC模型分配中。

4網(wǎng)絡(luò)損耗靈敏度的求取方法？

隨著PMU的廣泛應(yīng)用，大部分節(jié)點(diǎn)的注入有功可以通過測量得到，這就提供了一種新的網(wǎng)損計(jì)算方式。利用系統(tǒng)中小幅擾動(dòng)引起的節(jié)點(diǎn)功率的類噪聲曲線，以及計(jì)算出的相應(yīng)網(wǎng)損變化值，利用遞推最小二乘法(RLS)，辨識(shí)出網(wǎng)損靈敏度矩陣，即

式中：ΔP為不同節(jié)點(diǎn)有功功率變化矩陣;為損耗靈敏度向量;ε為誤差向量。

5如何建立考慮火電機(jī)組變負(fù)荷的AGC調(diào)度模型？

本文提出了考慮火電機(jī)組變負(fù)荷的AGC機(jī)組調(diào)度模型。不同于以往AGC調(diào)度模型,這一模型以綜合考慮調(diào)度的經(jīng)濟(jì)性與調(diào)節(jié)的快速性為目標(biāo),在考慮常規(guī)火電機(jī)組出力約束的基礎(chǔ)上,考慮了基于網(wǎng)絡(luò)損耗靈敏度的功率平衡約束。

6網(wǎng)絡(luò)損耗靈敏度辨識(shí)方法與考慮火電變負(fù)

荷能力的優(yōu)化模型效果如何？

根據(jù)本文提出的辨識(shí)方法，在IEEE-30節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)上進(jìn)行有效性的驗(yàn)證。

1)將本文提出的利用隨機(jī)擾動(dòng)結(jié)合RLS辨識(shí)出的網(wǎng)損靈敏度方法，與B系數(shù)法和轉(zhuǎn)置雅克比矩陣法進(jìn)行比較，得到的結(jié)果相近，表明本文所提方法辨識(shí)靈敏度矩陣是可行的。本文方法在在計(jì)算速度上有較大提高，更有利于實(shí)時(shí)發(fā)電控制。

2)在IEEE-30節(jié)點(diǎn)完成考慮火電快速變負(fù)荷的AGC調(diào)度模型有效性的驗(yàn)證。當(dāng)風(fēng)電出力發(fā)生變化時(shí)，進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，分析快速性目標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)損耗靈敏度等對于優(yōu)化結(jié)果的影響。結(jié)果表明，考慮網(wǎng)絡(luò)損耗靈敏度，優(yōu)化模型可以得到更符合實(shí)際的機(jī)組配額，驗(yàn)證了模型的有效性;隨著系統(tǒng)對快速變負(fù)荷能力需求的提高(以快速性系數(shù)αs表示)，具有快速性的機(jī)組會(huì)得到更多的配額(如下圖所示)。

αs對優(yōu)化調(diào)度的影響

作者介紹

張靜怡，清華大學(xué)在讀博士，主要研究方向：AGC的優(yōu)化調(diào)度。

陸超，2005年于清華大學(xué)電機(jī)系獲得博士學(xué)位，現(xiàn)為清華大學(xué)副教授，主要研究方向：電力系統(tǒng)分析與控制。

宋潔，2010年于清華大學(xué)工業(yè)工程系獲得博士學(xué)位，現(xiàn)為北京大學(xué)副教授，主要研究方向：仿真優(yōu)化與隨機(jī)建模。