风光机组紧急控制功率分配策略生成方法及系统

本发明属风光机组紧急控制，尤其涉及一种风光机组紧急控制功率分配策略生成方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、随着高比例新能源并入电网，电力系统动态响应发生显著变化。系统等效惯量下降，短路故障等大扰动事件下电网功角失稳风险增加。紧急控制常用的切负荷手段对用户影响较大，大规模粗放切除方式社会容忍度较低。随着传统机组出力空间被压缩，同步机不再具备大容量紧急控制支撑能力。

3、风光电源采用电子电子器件并网，功率调节效率远远超过传统火电或水电机组，在未来高度电力电子化的系统中可提供更为灵活便捷的功率支撑。然而现阶段新能源机组多采用最大功率追踪模式或限功率运行模式，并未考虑其功率主动支撑能力。紧急功率控制过程有严格的时间要求，大型集群往往包含百台甚至更多机组，在短时间内要求所有机组参与决策不现实。这样导致优化决策空间过大，增加了搜索难度的同时降低了集群响应效率；若所有机组都参与动作，将加剧机组磨损老化，恶化机组的工作状态。

4、综上所述，紧急控制过程中风光集群功率分配仅依赖风光机组可用容量或调节裕度而不考虑机组实际运行状态，无法满足紧急功率调度响应需求。

技术实现思路

1、为了解决上述紧急控制过程中风光集群功率分配仅依赖风光机组可用容量或调节裕度而不考虑机组实际运行状态，无法满足紧急功率调度响应需求的技术问题，本发明提供一种风光机组紧急控制功率分配策略生成方法及系统，其可以准确完成电网紧急控制目标并提高风光集群的效率和经济性，同时保障机组的健康状态。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面提供了一种风光机组紧急控制功率分配策略生成方法。

4、在一个或多个实施例中，提供了一种风光机组紧急控制功率分配策略生成方法，包括：

5、获取电网控制目标、风光机组集群的初始输出功率及风光机组集群的工作状态；

6、根据风光机组集群紧急控制功率分配优化模型及上述获取的信息，以调节代价最小为目的，在预设约束条件下，得到各风光机组有功功率调节量；

7、其中，风光机组集群紧急控制功率分配优化模型为所有设备参与响应后的总体调节代价，与设备集群调控结果和系统控制目标的偏差量的权重求和；

8、所有设备参与响应后的总体调节代价为将风电机组参与电网紧急控制的总代价与光伏机组参与电网紧急控制的总代价的累加和。

9、作为一种实施方式，所述风电机组参与电网紧急控制的总代价，是基于风电机组是否参与响应进行停机控制、单个风电机组代价累加和及其所占总代价的比例因子得到。

10、作为一种实施方式，所述单个风电机组代价累加和，是风电机组停机过程所构建的单个风电机组参与电网紧急控制的停机磨损代价、机组状态控制代价和功率调节量代价这三者的累加和。

11、作为一种实施方式，所述停机磨损代价由转速调节代价和桨距角调节代价两者加权求和得到。

12、作为一种实施方式，所述光伏机组参与电网紧急控制的总代价，是根据光伏紧急调节过程所构建的光伏机组下调控制代价及光伏机组上调控制代价，进而结合功率调节量，从光伏机组下调控制代价及光伏机组上调控制代价中匹配确定得到。

13、作为一种实施方式，所述约束条件包括：第一个约束条件、第二个约束条件和第三约束条件；

14、第一个约束条件代表设备集群总体响应量应满足最小过切原则，即向上或向下调节量超过功率目标值与初始值的差；

15、第二个约束条件代表光伏机组可连续调节功率，功率上调节上限为一定时间窗口内的功率预测最小值；

16、第三约束条件代表风电机组仅能以切机的方式参与紧急控制。

17、本发明的第二个方面提供了一种风光机组紧急控制功率分配策略生成系统。

18、在一个或多个实施例中，一种风光机组紧急控制功率分配策略生成系统，包括：

19、信息获取模块，其用于获取电网控制目标、风光机组集群的初始输出功率及风光机组集群的工作状态；

20、功率分配模块，其用于根据风光机组集群紧急控制功率分配优化模型及上述获取的信息，以调节代价最小为目的，在预设约束条件下，得到各风光机组有功功率调节量；

21、其中，风光机组集群紧急控制功率分配优化模型为所有设备参与响应后的总体调节代价，与设备集群调控结果和系统控制目标的偏差量的权重求和；

22、所有设备参与响应后的总体调节代价为将风电机组参与电网紧急控制的总代价与光伏机组参与电网紧急控制的总代价的累加和。

23、作为一种实施方式，所述约束条件包括：第一个约束条件、第二个约束条件和第三约束条件；

24、第一个约束条件代表设备集群总体响应量应满足最小过切原则，即向上或向下调节量超过功率目标值与初始值的差；

25、第二个约束条件代表光伏机组可连续调节功率，功率上调节上限为一定时间窗口内的功率预测最小值；

26、第三约束条件代表风电机组仅能以切机的方式参与紧急控制。

27、在一个或多个实施例中，还提供了一种风光机组紧急控制功率分配策略生成系统，其包括：

28、单机设备层、设备集群层和云控制中心；

29、所述单机设备层感知单机风电机组和光伏机组的实时运行状态并计算调节能力；

30、所述设备集群层用于将其管控区域内的各单机设备层的调节能力和调节代价进行汇集上传；

31、所述云控制中心用于汇总所有设备集群层的可调节能力和调控代价，形成风光机组集群紧急控制功率分配优化模型，以调节代价最小为目的，在预设约束条件下，计算得到各风光机组有功功率调节量，并经设备集群层下发至对应单机设备层中。

32、本发明的第三个方面提供了一种电子设备。

33、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的风光机组紧急控制功率分配策略生成方法中的步骤。

34、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

35、本发明通过分析风光机组紧急控制响应特性与停机过程，建立了风电机组及光伏机组参与电网紧急控制的总代价，进而结合设备集群调控结果和系统控制目标的偏差量，构建出风光机组集群紧急控制功率分配优化模型，再以风光机组最大调节能力为边界进行优化，求解得到各风光机组的有功功率调节量，充分挖掘了风光机组集在电网紧急控制过程中的调节潜力，可解决传统紧急控制措施如切机切负荷在高比例新能源并网系统中控制效果不佳甚至失效的问题，在规模化分布式风光并网系统紧急控制中具有很强的适应性。

技术特征：

1.一种风光机组紧急控制功率分配策略生成方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的风光机组紧急控制功率分配策略生成方法，其特征在于，所述风电机组参与电网紧急控制的总代价，是基于风电机组是否参与响应进行停机控制、单个风电机组代价累加和及其所占总代价的比例因子得到。

3.如权利要求2所述的风光机组紧急控制功率分配策略生成方法，其特征在于，所述单个风电机组代价累加和，是风电机组停机过程所构建的单个风电机组参与电网紧急控制的停机磨损代价、机组状态控制代价和功率调节量代价这三者的累加和。

4.如权利要求3所述的风光机组紧急控制功率分配策略生成方法，其特征在于，所述停机磨损代价由转速调节代价和桨距角调节代价两者加权求和得到。

5.如权利要求1所述的风光机组紧急控制功率分配策略生成方法，其特征在于，所述光伏机组参与电网紧急控制的总代价，是根据光伏紧急调节过程所构建的光伏机组下调控制代价及光伏机组上调控制代价，进而结合功率调节量，从光伏机组下调控制代价及光伏机组上调控制代价中匹配确定得到。

6.如权利要求1所述的风光机组紧急控制功率分配策略生成方法，其特征在于，所述约束条件包括：第一个约束条件、第二个约束条件和第三约束条件；

7.一种风光机组紧急控制功率分配策略生成系统，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的风光机组紧急控制功率分配策略生成系统，其特征在于，所述约束条件包括：第一个约束条件、第二个约束条件和第三约束条件；

9.一种风光机组紧急控制功率分配策略生成系统，其特征在于，包括：

10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的风光机组紧急控制功率分配策略生成方法中的步骤。

技术总结本发明属风光机组紧急控制技术领域，提供了一种风光机组紧急控制功率分配策略生成方法及系统。其中，获取电网控制目标、风光机组集群的初始输出功率及风光机组集群的工作状态；根据风光机组集群紧急控制功率分配优化模型及上述获取的信息，以调节代价最小为目的，在预设约束条件下，得到各风光机组有功功率调节量；其中，风光机组集群紧急控制功率分配优化模型为所有设备参与响应后的总体调节代价，与设备集群调控结果和系统控制目标的偏差量的权重求和；所有设备参与响应后的总体调节代价为将风电机组参与电网紧急控制的总代价与光伏机组参与电网紧急控制的总代价的累加和。技术研发人员：石访,张恒旭,刘晓宁,靳宗帅,施啸寒,刘春阳,贠志皓,贾映健受保护的技术使用者：山东大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29