0引言
随着风电、光伏、储能等电源类型的接入，电网能源种类更为丰富，各电源间协调控制策略更为复杂[1]-[4]。本文结合搭建的多能源协调控制模型，探究传统自动发电控制模式对于可再生能源接入的适应性，并以提高微电网新能源消纳为导向建立风-光-水-火多能源自动发电控制的架构体系，并制定相应的控制策略，在提高系统运行安全稳定性和经济性的同时，充分消纳可再生能源。
1总体思路
促进微电网内新能源消纳的多类型能源有功协调控制策略是在现有电网AGC系统功能的基础上，新增风电、光伏等各种新能源断面和新能源场站模型及控制功能。控制系统根据获取的风电/光伏预测功率增量、负荷预测功率增量、交换功率计划功率增量及当前各类型机组的控制状态，经计算得出系统需求调节量，再分配给各机组，调整后的AGC控制方案示意图如图1所示。
图1 AGC控制方案示意图
其中，为了保证微电网各断面的潮流不超过安全阈值，机组出力在进行ACE调节时需保证各断面的潮流不越限。当某个断面越限时，将优先对与该断面潮流输送有关的机组进行调节，以保证断面潮流不越限。一个机组可同时属于多个断面，也可定义机组与断面之间的关联方向（正关联和负关联），正关联的机组在升出力时表明断面有功也会上升，负关联的机组在升出力时表明断面有功将会下降。
2多断面协调控制策略
2.1 多能源混合断面有功控制规则
在实际电网运行中，存在着水火风光等多能源交织的混合断面，需要实现对电网中多能源混合断面的协调控制，在保证断面安全的提前下优先利用新能源。本文对多能源混合断面进行分区控制，并针对常规能源和新能源设定不同的安全限值，保证该断面的安全稳定运行：
①安全区：常规机组进行ACE调节，新能源按调峰及断面控制策略进行调节。
②帮助区：常规机组只能朝断面恢复方向调节，新能源场站取当前出力与调峰/断面控制指令的最小值；
③紧急区：常规机组立即参与断面调节，新能源场站取当前出力与调峰/断面控制指令的最小值。如果常规备用不足则新能源立即参与断面调节。
④越限区：所有机组立即参与断面调节。
2.2多断面有功协调控制策略
本文中一个新能源场站同时属于多个断面，因此也必须满足多个断面的潮流限值约束。当某个底层断面潮流越限，而其他断面对新能源还有接纳空间时，通过多断面有功协调控制策略可将该断面受限出力转移到其他有接纳空间的断面，避免新能源场站不必要的限电。
2.2.1断面有功功率优化目标计算
以断面的功率最大作为最优控制目标，构造断面AGC最优控制模型。
其中
为与断面有关的第个新能源场站的有功分配值。
在进行断面有功功率最优分配的过程中，为了保证优化结果的可行性，需要考虑优化过程中的约束条件，包括有功调整量约束、断面限值约束、出力限值约束，具体分别如下所示：
（1）有功调整量约束条件可以通过式（2）和式（3）来表示：
（2）
（3）式中，为断面的有功调整量，为断面相关的第个新能源场站的有功调整量。
（2）断面限值约束可以通过式（4）来表示：
(4)
式中，
为断面 的有功限值。
（3）出力限值约束可以通过式（5）来表示：
（5）
2.2.2功率调节分配算法
微电网协调控制器获取各新能源场站实时运行信息，并以动态规划改进算法对AGC最优控制模型快速求解，计算出各场站的有功功率分配结果，并将有功功率分配结果下发给新能源场站，实现经济分配。
该功率调节分配算法步骤如下：
（1）首先计算最外层断面的实时功率与功率限制之间的偏差，并将调节功率预分配给相关的新能源场站。
（2）每次调节功率预分配后，对所有断面进行校验。如果某个断面不满足约束条件，则将其目标功率设定为特定值，并标记为已确定。然后重新预分配调节功率给相关的新能源场站，并检查其子断面是否满足约束条件，以此类推，直到所有子断面都满足约束条件为止。
（3）将该断面剩余的未分配调节功率返回到最外层断面，重新预分配调节功率给其他未确定的断面相关的新能源场站，以此类推，对其他断面进行校验。
（4）当所有断面均满足式（4）的约束条件时，结束搜索和判断过程，并向各个新能源场站下发各个新能源场站的调节功率。
3促进新能源消纳的措施
在新能源断面间、新能源场站间进行协调控制时，采用发电能力探测和受阻能力转移技术，实现新能源的最大消纳。
3.1发电能力探测
由于新能源场站出力的随机性、反调峰性，不能完全依赖于日前计划、日内滚动计划或样板机数据作为场站发电能力的依据，而应以其实际的指令执行情况判定。
对于每次指令执行，需校验新能源场站是否在控制周期内跟踪指令，是否达到指令的死区范围，当连续几个控制周期未能跟踪指令时，即可认定该场不具备发电能力，通过这种方式才能探测出新能源场站真实的发电能力。
3.2受阻能力转移
当探知场站真实发电能力后，需及时调整各场站的指令，从而平衡各断面的功率分配，避免断面消纳空间的浪费。其转移过程如下：
（1) 首先确定该场站所在断面的接纳空间；
（2) 根据接纳空间和断面下全部厂站的出力总加，计算公平负荷率；
（3) 当某场站不具备发电能力时，按公平负荷率锁定其目标值，计算出力与目标值的偏差，即受阻能力；
（4) 将受阻能力转移给断面下其他场站；
（5) 校验所属断面及向上各级断面是否越限，若越限，锁定越限断面的接纳空间，从第1）步重新进行计算。
在场站有功分配过程中，需要根据新能源场站各项量测数据（有功、AGC允投信号、AGC投入信号、运行信号等）判定各场站是否可控，只对可控场站下发控制指令。
该受阻能力转移策略，将根据各新能源场站发电能力的差异，赋予不同的断面使用优先级：对发电能力暂时较强或调节性能优秀的新能源场站赋予更高的优先权，可优先使用送出断面；若发电能力或性能较差的新能源场站发电能力提升后，具有更高优先级时，则之前的新能源场站让出空间给优先级更高的新能源场站使用送出断面，从而实现对新能源有功的最大化消纳。
4 结语
本文通过多断面有功协调控制策略，有效解决新能源接入过程中遇到的实时有功控制问题。在新能源断面间、新能源场站间协调时，采用发电能力探测和受阻能力转移技术，实现微电网新能源的最大消纳。
参考文献：
[1] 国网江苏省电力有限公司。大规模源网荷友好互动系统。中国电力出版社，2017年。
[2] 张伯明，吴文传，郑太一等，消纳大规模风电的多时间尺度协调的有功调度系统设计。电力系统自动化，2011年第35卷第1期，1-6。
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