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[摘 要]风电装机公平算法可最大限度提高电网各断面的输送能力，使风电出力最大化、最优化，实现对风能资源的充分利用。同时该算法结合风电场的出力、发电能力，实现对风电场实时出力的动态优化分配。
[关键词]新能源、风电、光伏、有功出力、分配算法
中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0162-01
第1章 概述
风电装机公平算法，用于解决电网接纳风电能力一定时，如何将风电总计划公平合理分摊至每个风电场的出力分配问题。该算法可充分考虑风电场实际出力及发电能力，使每个风电场实际出力最大化。
第2章 装机公平算法
2.1 总体目标
风电装机公平算法充分利用风电场发电能力和电网的接纳能力，在不违反电网安全约束的前提下，保证风电场电站出力最大化，确保计划分配的公正、公平性，根据开机容量来分配计划。
2.2 约束条件
风电场发电计划必须同时满足断面约束、调峰约束（整体、或风光分别指定）以及各个电站自身的出现上下限约束。
2.2.1 断面限额约束
风电场的实时计划必须满足所有断面限额的约束，为风电场电站a的实时计划，为风电场电站a的实时出力，为断面k的有功潮流，为断面k的限额。
2.2.2 总计划上限约束
由调峰约束决定的全网、分区或是风电单独的总计划上限，电站的实时计划必须满足上述的总计划上限约束。
其中，为风电场电站a的实时计划，为电站集合k的总计划上限约束。
2.2.3 最大出力限额约束
风电场电站的发电计划不可超过的出力限额，出力限额一般默认为其开机容量（装机-检修）。也可以通过独立设置。
2.2.4 最小出力限额约束
最小出力限额默认为0。
2.3 风电出力分配原则
电网安全约束（断面及调峰），决定了相应的总计划上限，根据风电场电站的开机容量进行分配，得到的计划称之为标杆计划。标杆计划作为实时计划公平性的参考依据。
按装机分配时，风电场电站i标杆计划=总计划上限*风电场电站i装机/∑装机。
根据断面限额约束或人工总计划约束，结合实际断面潮流、风电场出力可得出风电场的总发电计划；再根据各个风电场电站的开机容量（计及电站相对于断面的灵敏度），完成总计划的分配。每个电站分得的计划称之为标杆计划。标杆计划与开机容量成正比，与灵敏度成反比。
2.4 风电增减出力原则
根據风电场电站的当前计划、实时出力，断面实时潮流、断面限额、人工总计划上限、风电场总消纳空间，计算当前计划是否满足上限约束。若不距离上限有仍有裕度，则可以提升计划；若已越限，则需要消减越限量。
2.5 公平消减计划
2.5.1 消减空闲容量
实时出力小于当前计划的部分，称之为空闲容量。若整体需要消减计划时，首先消减各个电站的空闲容量。
若待消减总量>= 空闲总量，消除每个电站的空闲容量；
若待消减总量<空闲总量，按照空闲率（实时计划/实时出力）趋于一致的原则进行消减。
以上折算空闲容量时，均考虑电站相对于断面的灵敏度。
2.5.2 消减超标杆量
在消除了所有空闲容量后，若仍需要消减计划，则按照超标杆率（发电计划/ 标杆计划）从高到低的顺序，逐个消减。具体如下：
，从1到n逐个迭代，直至完成消减或所有电站均以消减至标杆计划或最小出力限额。
参与消减的超标杆电站按照统一的超标率消减计划。该统一的超标率仍大于未参与消减的风电场电站。消减超标杆量时，每个电站最多只能消减到标杆计划，如果标杆计划小于最小出力限额，则只消减到最小出力限额为止。
2.6 公平提升计划
2.6.1 按标杆率等比例提升
根据每个电站标杆率（标杆计划占用总计划的比例）、相对于断面有功潮流的灵敏度来分配提升量。每个电站的提升量与标杆计划成正比，与灵敏度成反比。
2.6.2 按标杆率排序提升
按照发电能力利用率从小到大的顺序，逐个提升，直至提升量被全部分配，或所有电站均达到最大出力限额，则完成该约束的校核。
2.7 充分利用发电能力的处理方法
2.7.1 两种申请模式
人工模式，由新能源电站运行人员提交加出力申请（相对于当前出力）；自动模式，由新能源电站自动上送最大发电能力，申请量 = 最大发电能力 – 当前出力；
2.7.2 对于提申请电站的处理方法
针对提加出力申请的电站，先满足其发电计划（初始计划 = 上轮计划 + 修正后的申请量），空闲容量下限也为初始计划，从而保证不消除 “消减空闲容量”。除此以外，与其他正常计算的电站均同等对待。
为了避免恶意申请，设置了恶意申请的判定原则和处理策略。若新能源电站提出申请后，下一轮的实时出力的实际增量小于申请量，且差值大于门槛值，则判定该电站恶意申请，其后规定周期内，不再批复该新能源电站的加出力申请，其计划上限固定为当时的实际出力。
2.8 考虑市场因素的实时计划分配
采用“市场优先保护，基准力求公平”的原则，在每轮实时计划分配时，首先根据每个风光电站的实时发电能力和市场占比，得出每个新能源电站需要优先保留的市场分量，进而求出需要优先保留的市场总计划。
从新能源消纳能力中扣除需要优先保留的市场总计划，剩余部分作为基准总计划，将基准总计划按开机容量分配给每个新能源电站。每个参与市场交易的新能源电站，其实时计划=市场计划（优先保留）+基准计划。
其中，每个新能源电站优先保留的市场分量=实时发电能力*市场占比（为初始市场占比*优先交易因子），优先交易因子反映了市场电量的完成进度，完成进度越慢，优先交易因子越大。
第3章 总结
综上所述，该算法可最大限度提高电网各断面的输送能力，使风电出力最大化、最优化，实现对风能资源的充分利用。同时该算法结合风电场的出力、发电能力，实现对风电场实时出力的动态优化分配。
参考文献
[1] 朱晨宸、林俐，风电集群多时间尺度有功功率协调控制策略，华北电力大学，硕士论文，2014年.
[2] 杨琳，大规模风电并网系统安全稳定紧急控制策略的研究，新疆大学，硕士论文，2012年.
[关键词]新能源、风电、光伏、有功出力、分配算法
中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0162-01
第1章 概述
风电装机公平算法，用于解决电网接纳风电能力一定时，如何将风电总计划公平合理分摊至每个风电场的出力分配问题。该算法可充分考虑风电场实际出力及发电能力，使每个风电场实际出力最大化。
第2章 装机公平算法
2.1 总体目标
风电装机公平算法充分利用风电场发电能力和电网的接纳能力，在不违反电网安全约束的前提下，保证风电场电站出力最大化，确保计划分配的公正、公平性，根据开机容量来分配计划。
2.2 约束条件
风电场发电计划必须同时满足断面约束、调峰约束（整体、或风光分别指定）以及各个电站自身的出现上下限约束。
2.2.1 断面限额约束
风电场的实时计划必须满足所有断面限额的约束，为风电场电站a的实时计划，为风电场电站a的实时出力，为断面k的有功潮流，为断面k的限额。
2.2.2 总计划上限约束
由调峰约束决定的全网、分区或是风电单独的总计划上限，电站的实时计划必须满足上述的总计划上限约束。
其中，为风电场电站a的实时计划，为电站集合k的总计划上限约束。
2.2.3 最大出力限额约束
风电场电站的发电计划不可超过的出力限额，出力限额一般默认为其开机容量（装机-检修）。也可以通过独立设置。
2.2.4 最小出力限额约束
最小出力限额默认为0。
2.3 风电出力分配原则
电网安全约束（断面及调峰），决定了相应的总计划上限，根据风电场电站的开机容量进行分配，得到的计划称之为标杆计划。标杆计划作为实时计划公平性的参考依据。
按装机分配时，风电场电站i标杆计划=总计划上限*风电场电站i装机/∑装机。
根据断面限额约束或人工总计划约束，结合实际断面潮流、风电场出力可得出风电场的总发电计划；再根据各个风电场电站的开机容量（计及电站相对于断面的灵敏度），完成总计划的分配。每个电站分得的计划称之为标杆计划。标杆计划与开机容量成正比，与灵敏度成反比。
2.4 风电增减出力原则
根據风电场电站的当前计划、实时出力，断面实时潮流、断面限额、人工总计划上限、风电场总消纳空间，计算当前计划是否满足上限约束。若不距离上限有仍有裕度，则可以提升计划；若已越限，则需要消减越限量。
2.5 公平消减计划
2.5.1 消减空闲容量
实时出力小于当前计划的部分，称之为空闲容量。若整体需要消减计划时，首先消减各个电站的空闲容量。
若待消减总量>= 空闲总量，消除每个电站的空闲容量；
若待消减总量<空闲总量，按照空闲率（实时计划/实时出力）趋于一致的原则进行消减。
以上折算空闲容量时，均考虑电站相对于断面的灵敏度。
2.5.2 消减超标杆量
在消除了所有空闲容量后，若仍需要消减计划，则按照超标杆率（发电计划/ 标杆计划）从高到低的顺序，逐个消减。具体如下：
，从1到n逐个迭代，直至完成消减或所有电站均以消减至标杆计划或最小出力限额。
参与消减的超标杆电站按照统一的超标率消减计划。该统一的超标率仍大于未参与消减的风电场电站。消减超标杆量时，每个电站最多只能消减到标杆计划，如果标杆计划小于最小出力限额，则只消减到最小出力限额为止。
2.6 公平提升计划
2.6.1 按标杆率等比例提升
根据每个电站标杆率（标杆计划占用总计划的比例）、相对于断面有功潮流的灵敏度来分配提升量。每个电站的提升量与标杆计划成正比，与灵敏度成反比。
2.6.2 按标杆率排序提升
按照发电能力利用率从小到大的顺序，逐个提升，直至提升量被全部分配，或所有电站均达到最大出力限额，则完成该约束的校核。
2.7 充分利用发电能力的处理方法
2.7.1 两种申请模式
人工模式，由新能源电站运行人员提交加出力申请（相对于当前出力）；自动模式，由新能源电站自动上送最大发电能力，申请量 = 最大发电能力 – 当前出力；
2.7.2 对于提申请电站的处理方法
针对提加出力申请的电站，先满足其发电计划（初始计划 = 上轮计划 + 修正后的申请量），空闲容量下限也为初始计划，从而保证不消除 “消减空闲容量”。除此以外，与其他正常计算的电站均同等对待。
为了避免恶意申请，设置了恶意申请的判定原则和处理策略。若新能源电站提出申请后，下一轮的实时出力的实际增量小于申请量，且差值大于门槛值，则判定该电站恶意申请，其后规定周期内，不再批复该新能源电站的加出力申请，其计划上限固定为当时的实际出力。
2.8 考虑市场因素的实时计划分配
采用“市场优先保护，基准力求公平”的原则，在每轮实时计划分配时，首先根据每个风光电站的实时发电能力和市场占比，得出每个新能源电站需要优先保留的市场分量，进而求出需要优先保留的市场总计划。
从新能源消纳能力中扣除需要优先保留的市场总计划，剩余部分作为基准总计划，将基准总计划按开机容量分配给每个新能源电站。每个参与市场交易的新能源电站，其实时计划=市场计划（优先保留）+基准计划。
其中，每个新能源电站优先保留的市场分量=实时发电能力*市场占比（为初始市场占比*优先交易因子），优先交易因子反映了市场电量的完成进度，完成进度越慢，优先交易因子越大。
第3章 总结
综上所述，该算法可最大限度提高电网各断面的输送能力，使风电出力最大化、最优化，实现对风能资源的充分利用。同时该算法结合风电场的出力、发电能力，实现对风电场实时出力的动态优化分配。
参考文献
[1] 朱晨宸、林俐，风电集群多时间尺度有功功率协调控制策略，华北电力大学，硕士论文，2014年.
[2] 杨琳，大规模风电并网系统安全稳定紧急控制策略的研究，新疆大学，硕士论文，2012年.