风电场AGC系统动态性能评价技术的创新 CNR221-057

项目背景

风电场自动发电控制（AGC）系统是风电并网的关键环节，其动态性能直接影响电网调度指令的跟踪效果。随着风电装机规模持续扩大，并网安全评价对AGC系统响应精度和调节速度提出了更高要求。

然而，风电场AGC系统通常由风机制造商成套提供，控制系统封装程度高，且本质上属于负荷分配控制。这一机制导致综合有功瞬时参考量难以直接获取，风电场级AGC动态特性的评价长期缺乏有效手段。

针对上述问题，本项目开发了一套基于时序数据分析的AGC动态性能评价技术，旨在为风电并网安全评价和AGC性能测试提供可量化、可自动化的解决方案。

存在问题

• 参考量获取困难。风电场AGC系统封装性强，无法直接读取综合有功瞬时参考值，评价缺少基准输入。
• 动态特性难以量化。AGC属于负荷分配控制，响应过程涉及多台风机协调，传统方法难以刻画整体动态偏差。
• 评价算法结构复杂。既有方法多依赖离线计算和人工判读，算法层级多，不易在计算机上实用实现。
• 测试效率偏低。评价过程自动化程度不足，单次测试耗时长，难以适应大规模场站并网评价需求。
• 推广场景受限。现有评价手段主要针对特定型号风机，难以迁移至光伏等以分配控制为主体的控制系统。

创新目标

项目目标是建立一套不依赖控制系统内部接口的AGC动态性能评价方法，实现有功瞬时参考值的实时估算与动态偏差计算，简化评价算法结构，提高测试效率，并为集中式风电及光伏场站的控制系统性能评价提供可推广的技术路径。

技术方案

技术方案以数据采集系统为基础，通过时序数据分析算法对风电场并网有功功率进行实时处理。算法从采集数据中估算风电有功瞬时参考值，并与实际输出功率比较，计算动态偏差，从而实现对AGC系统动态性能的量化评价。

在算法实现上，项目结合统计学原理与迭代算法，通过量化的条件判断替代复杂的逻辑分支，显著简化了评价算法的结构。这一处理方式使算法更易于在计算机上实现，也为测试自动化提供了条件。

操作流程上，先由数据采集系统获取风电场并网有功功率时序数据，再输入时序分析算法进行参考值估算和偏差计算，最后输出动态性能评价结果。整个过程可在实验室环境下完成验证，并具备向现场测试迁移的能力。

创新亮点

• 参考值实时估算：借助数据采集与时序分析，在不获取控制系统内部参考量的条件下估算有功瞬时参考值，解决了评价基准缺失的问题。
• 算法结构简化：将统计学原理与迭代算法结合，用量化条件判断替代复杂分支，使评价算法更易于计算机实现。
• 测试效率提高：算法简化后，单次评价耗时明显缩短，为测试自动化奠定了基础。
• 推广范围明确：技术不仅适用于风电场AGC系统，还可推广至集中式光伏场站AGC等以分配控制为主体的控制系统动态性能评价场景。
• 经济效益可期：以天津为例，即使风电测试市场规模相对较小，粗略估计年收益也可达到200万元以上。

落地应用效果

目前，该技术成果已在实验室环境下得到充分验证，展现出良好的应用前景。面对集中式风电场站大规模并网的形势，该成果可进一步提升风电AGC评价的精细度，促进精细化的风电并网安全评价。

从产业转化角度看，该成果可为新能源场站控制系统性能评价提供新的思路和方法，随着新能源产业快速发展和风电场站规模扩大，市场前景将更加广阔。

产出物：风电场AGC系统动态性能评价算法及配套测试流程。

适用场景：风电场AGC动态性能测试、风电并网安全评价、集中式光伏场站AGC等分配控制类控制系统性能评价。

常见问题

Q：该技术是否需要改动风电场现有AGC系统？

A：不需要。技术方案基于数据采集系统获取并网有功功率数据，通过时序分析算法估算参考值，不依赖控制系统内部接口，也不改动原有AGC设备。

Q：评价结果的精度如何保证？

A：算法结合统计学原理与迭代算法，通过量化条件判断控制计算过程，已在实验室环境下得到充分验证，能够满足风电并网安全评价对动态性能量化的要求。

Q：该成果能否用于光伏场站？

A：可以。技术适用于以分配控制为主体的控制系统动态性能评价，集中式光伏场站AGC系统属于同类场景，具备推广条件。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。