专利汇可以提供一种新能源电站的一次调频控制方法及系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种新 能源 电站的一次调频控制方法及系统,所述方法包括计算对新能源电站进行一次调频的有功出 力 调节量和新的有功功率参考值;评估新能源电站内各发电单元的有功出力裕量;依据有功出力裕量计算各发电单元的有功出力调整量;依据新的有功功率参考值和各发电单元的有功出力调整量,计算各发电单元的有功出力参考值,各发电单元按照各自的有功出力参考值进行有功出力。与 现有技术 相比,本发明提供的一种新能源电站的一次调频控制方法及系统,不仅考虑了新能源电站的有功出力调节量还兼顾了各发电单元的有功出力裕量,能够在各发电单元安全工作的前提下调节新能源电站的并网 频率 。,下面是一种新能源电站的一次调频控制方法及系统专利的具体信息内容。
1.一种新能源电站的一次调频控制方法,其特征在于,所述方法包括:
计算对新能源电站进行一次调频的有功出力调节量;
依据所述有功出力调节量计算新能源电站的新的有功功率参考值;
评估新能源电站内各发电单元的有功出力裕量;
依据所述有功出力裕量计算各发电单元的有功出力调整量;
依据所述新的有功功率参考值和各发电单元的有功出力调整量,计算各发电单元的有功出力参考值,各发电单元按照各自的有功出力参考值进行有功出力;
所述计算对新能源电站进行一次调频的有功出力调节量包括:
当新能源电站的并网点频率超过一次调频死区时,依据提前选定的控制策略计算有功出力调节量;所述控制策略包括多频段下垂控制策略、改进下垂控制策略和滞回控制策略;
当新能源电站的并网点频率经过一次调频控制后处于一次调频死区的范围时,若所述提前选定的控制策略为滞回控制策略则依据其计算有功出力调节量;若所述提前选定的控制策略为多段下垂控制策略或改进下垂控制策略则将所述有功出力调节量重新设置为0;
所述依据多频段下垂控制策略和改进下垂控制策略计算所述有功出力调节量均包括:
若所述并网点频率大于所述一次调频死区的上限值则对其进行过频下垂控制;若所述并网点频率小于所述一次调频死区的下限值则对其进行欠频下垂控制;
所述过频下垂控制如下式(1)所示:
其中,ΔPf为有功出力调节量,f为并网点频率,fh1和Kp_fh1分别为过频I段曲线的阈值和下垂控制系数,fh2和Kp_fh2分别为过频II段曲线的阈值和下垂控制系数;
所述欠频下垂控制如下式(2)所示:
其中,fl1和Kp_fl1分别为欠频I段曲线的阈值和下垂控制系数,fl2和Kp_fl2分别为欠频II段曲线的阈值和下垂控制系数。
2.如权利要求1所述的一种新能源电站的一次调频控制方法,其特征在于,所述依据滞回控制策略计算所述有功出力调节量均包括:若所述并网点频率大于所述一次调频死区的上限值则对其进行过频滞回控制;若所述并网点频率小于所述一次调频死区的下限值则对其进行欠频滞回控制;
所述过频滞回控制如下式(3)所示:
其中,ΔPf(t)为t时刻的有功出力调节量,ΔPf(t-1)为t-1时刻的有功出力调节量,t≥
1;f为并网点频率,fh为过频阈值,Kp_fh为过频下垂控制系数,fh_hys为过频滞回点,Kp_fh_hys为过频滞回控制系数;
所述欠频滞回控制如下式(4)所示:
其中,fl为欠频阈值,Kp_fl为欠频下垂控制系数,fl_hys为欠频滞回点,Kp_fl_hys为欠频滞回控制系数。
3.如权利要求1所述的一种新能源电站的一次调频控制方法,其特征在于,所述依据有功出力调节量计算新能源电站的新的有功功率参考值包括:
获取新能源电站内AGC系统下发的有功功率参考值;
依据计算所述有功出力调节量采用的控制策略确定所述新的有功功率参考值:若所述控制策略为多频段下垂控制策略和滞回控制策略,所述新的有功功率参考值如下式(5)所示:
Pref_new(t)=ΔPf(t)+Pref(t) (5)
其中,Pref_new(t)为t时刻所述新的有功功率参考值,Pref(t)为t时刻所述AGC系统下发的有功功率参考值,ΔPf(t)为t时刻新能源电站的有功出力调节量,t≥1;
若所述控制策略为改进下垂控制策略,所述新的有功功率参考值如下式(6)所示:
Pref_new(t)=ΔPf(t)+PPOI(t-1) (6)
其中,PPOI(t-1)为t-1时刻新能源电站的有功出力值。
4.如权利要求3所述的一种新能源电站的一次调频控制方法,其特征在于,所述获取新能源电站内AGC系统下发的有功功率参考值Pref(t)包括:
当新能源电站的并网点频率超过一次调频死区后,依据所述AGC系统下发的控制指令确定有功功率参考值Pref(t):若该控制指令为闭锁指令,则将AGC系统在t-1时刻下发的有功功率参考值作为有功功率参考值Pref(t);若该控制指令为更新指令,则将AGC系统在t时刻下发的有功功率参考值作为有功功率参考值Pref(t);
当新能源电站的并网点频率经过一次调频控制后处于一次调频死区的范围且未采用滞回控制策略时,将AGC系统在t时刻下发的有功功率参考值作为有功功率参考值Pref(t);
当新能源电站的并网点频率经过一次调频控制后处于一次调频死区的范围且采用滞回控制策略时,若并网点频率达到滞回点则将AGC系统在t时刻下发的有功功率参考值作为有功功率参考值Pref(t);若并网点频率未达到滞回点则依据所述AGC系统下发的控制指令确定有功功率参考值Pref(t)。
5.如权利要求1所述的一种新能源电站的一次调频控制方法,其特征在于,所述评估新能源电站内各发电单元的有功出力裕量包括:
依据超短期功率预测值、实时气象信息、历史气象信息和各发电单元的实时有功出力值评估各发电单元的有功出力最大值,进而计算得到各发电单元的有功出力裕量;
所述超短期功率预测值为未来4小时的新能源电站的有功出力值。
6.如权利要求1所述的一种新能源电站的一次调频控制方法,其特征在于,所述评估新能源电站内受限发电单元的有功出力裕量包括:
获取新能源电站的历史气象信息、实时气象信息、超短期功率预测值、样板机的有功出力值和非受限发电单元的历史有功出力值;
依据所述历史气象信息和历史有功出力值构建专家系统或人工神经网络;
依据所述专家系统或人工神经网络分析所述实时气象信息、超短期功率预测值和样板机的有功出力值,得到受限发电单元的有功出力裕量;
其中,所述受限发电单元为对新能源电站进行一次调频控制之前有功出力值受到限制的发电单元,所述非受限发电单元为对新能源电站进行一次调频控制之前采用最大功率点跟踪算法进行有功出力的发电单元,所述样板机为新能源电站内持续采用最大功率点跟踪算法进行有功出力的发电单元,所述超短期功率预测值为未来4小时的新能源电站的有功出力值。
7.如权利要求1所述的一种新能源电站的一次调频控制方法,其特征在于,所述依据有功出力裕量计算各发电单元的有功出力调整量包括:
按照相同的分配比例设置各发电单元的有功出力调整量,所述分配比例为各发电单元的有功出力调整量与其有功出力裕量的比值;
或者,
选取预置数量的发电单元,将新能源电站的有功出力调节量分配到被述选取的各发电单元,其余未被选取的各发电单元的有功出力值保持不变。
8.如权利要求1所述的一种新能源电站的一次调频控制方法,其特征在于,所述控制各发电单元按照各自的有功出力参考值进行有功出力之后还包括:分析新能源电站的一次调频指标和一次调频电量贡献指数;
所述一次调频指标包括响应时间、调节速率、60s一次调频动作积分电量完成率和稳态均值。
9.一种新能源电站的一次调频控制系统,其特征在于,所述一次调频控制系统包括:
有功出力调节量计算模块,用于计算对新能源电站进行一次调频的有功出力调节量,并依据该有功出力调节量计算新能源电站的新的有功功率参考值;
有功出力裕量评估模块,用于评估新能源电站内各发电单元的有功出力裕量;
有功出力调整量分配模块,用于依据所述有功出力裕量计算各发电单元的有功出力调整量,依据所述新的有功功率参考值和各发电单元的有功出力调整量,计算各发电单元的有功出力参考值;
所述有功出力调节量计算模块包括第一计算单元、第二计算单元、过频下垂控制模型、欠频下垂控制模型、过频滞回控制模型和欠频滞回控制模型;
所述第一计算单元,用于在新能源电站的并网点频率超过一次调频死区时:控制所述过频下垂控制模型或欠频下垂控制模型对所述并网点频率进行下垂控制;或者,控制所述过频滞回控制模型或欠频滞回控制模型对所述并网点频率进行滞回控制;
所述第二计算单元,用于在新能源电站的并网点频率经过一次调频控制后处于一次调频死区的范围内时:控制所述过频滞回控制模型或欠频滞回控制模型对所述并网点频率进行滞回控制;或者,将新能源电站的有功出力调节量重新设置为0。
10.如权利要求9所述的一种新能源电站的一次调频控制系统,其特征在于,所述一次调频控制系统还包括测控采集装置、通信网络和指标分析模块;
所述测控采集装置,用于采集新能源电站的并网点频率和有功出力值;
所述通信网络,用于分别与新能源电站的AGC系统、超短期功率预测系统、资源监测系统和历史数据库通信;
所述指标分析模块,用于计算所述系统对新能源电站进行一次调频的响应时间、调节速率、60s一次调频动作积分电量完成率、稳态均值和一次调频电量贡献指数。
11.如权利要求9所述的一种新能源电站的一次调频控制系统,其特征在于,
所述过频下垂控制模型如下式(7)所示:
其中,ΔPf为有功出力调节量,f为并网点频率,fh1和Kp_fh1分别为过频I段曲线的阈值和下垂控制系数,fh2和Kp_fh2分别为过频II段曲线的阈值和下垂控制系数;
所述欠频下垂控制模型如下式(8)所示:
其中,fl1和Kp_fl1分别为欠频I段曲线的阈值和下垂控制系数,fl2和Kp_fl2分别为欠频II段曲线的阈值和下垂控制系数;
所述过频滞回控制模型如下式(9)所示:
其中,ΔPf(t)为t时刻的有功出力调节量,ΔPf(t-1)为t-1时刻的有功出力调节量,t≥
1;fh为过频阈值,Kp_fh为过频下垂控制系数,fh_hys为过频滞回点,Kp_fh_hys为过频滞回控制系数;
所述欠频滞回控制模型如下式(10)所示:
其中,f为欠频阈值,Kp_fl为欠频下垂控制系数,fl_hys为欠频滞回点,Kp_fl_hys为欠频滞回控制系数。
12.如权利要求9所述的一种新能源电站的一次调频控制系统,其特征在于,所述有功出力调节量计算模块还包括第三计算单元和第四计算单元;
所述第三计算单元包括有功功率参考值计算模型,其用于在对新能源电站的并网点频率进行下垂控制或滞回控制得到有功出力调节量后,计算新能源电站的新的有功功率参考值;所述有功功率参考值计算模型如下式(11)所示:
Pref_new(t)=ΔPf(t)+Pref(t) (11)
其中,Pref_new(t)为t时刻的所述新的有功功率参考值,Pref(t)为t时刻AGC系统下发的有功功率参考值,ΔPf(t)为t时刻的有功出力调节量,t≥1;
所述第四计算单元包括有功功率参考值计算模型,其用于在对新能源电站的并网点频率进行下垂控制得到有功出力调节量后,计算新能源电站的新的有功功率参考值;所述有功功率参考值计算模型如下式(12)所示:
Pref_new(t)=ΔPf(t)+PPOI(t-1) (12)
其中,PPOI(t-1)为t-1时刻新能源电站的有功出力值。
13.如权利要求9所述的一种新能源电站的一次调频控制系统,其特征在于,所述有功出力调节量计算模块还包括一次调频判断单元,其用于:
在新能源电站的并网点频率超过一次调频死区且接收到AGC系统下发的闭锁指令后,将所述AGC系统在t-1时刻下发的有功功率参考值作为新能源电站在t时刻有功功率参考值,t≥1;或者,
在新能源电站的并网点频率超过一次调频死区且接收到AGC系统下发的更新指令后,将所述AGC系统在t时刻下发的有功功率参考值作为新能源电站在t时刻有功功率参考值;
或者,
在新能源电站的并网点频率经过一次调频控制后处于一次调频死区的范围且所述有功出力调节量计算模块未对并网点频率进行滞回控制时,将AGC系统在t时刻下发的有功功率参考值作为有功功率参考值Pref(t);或者,
在新能源电站的并网点频率经过一次调频控制后处于一次调频死区的范围且所述有功出力调节量计算模块对并网点频率进行滞回控制时,若并网点频率达到滞回点则将AGC系统在t时刻下发的有功功率参考值作为有功功率参考值Pref(t);若并网点频率未达到滞回点则依据所述AGC系统下发的控制指令确定有功功率参考值Pref(t)。
14.如权利要求9所述的一种新能源电站的一次调频控制系统,其特征在于,所述有功出力裕量评估模块包括第一评估单元和第二评估单元;
所述第一评估单元,用于依据新能源电站的超短期功率预测值、实时气象信息、历史气象信息和各发电单元的实时有功出力值评估各发电单元的有功出力最大值,并依据该有功出力最大值计算各发电单元的有功出力裕量;
所述第二评估单元,用于依据新能源电站的历史气象信息和非受限发电单元的历史有功出力值构建专家系统或人工神经网络,并依据所述专家系统或人工神经网络分析实时气象信息、超短期功率预测值和样板机的有功出力值,得到各受限发电单元的有功出力裕量;
其中,受限发电单元为对新能源电站进行一次调频控制之前有功出力值受到限制的发电单元,所述非受限发电单元为对新能源电站进行一次调频控制之前采用最大功率点跟踪算法进行有功出力的发电单元,所述样板机为新能源电站内持续采用最大功率点跟踪算法进行有功出力的发电单元。
15.如权利要求9所述的一种新能源电站的一次调频控制系统,其特征在于,所述有功出力调整量分配模块包括第五计算单元和第六计算单元;
所述第五计算单元,用于按照相同的分配比例设置各发电单元的有功出力调整量,该分配比例为各发电单元的有功出力调整量与其有功出力裕量的比值;
所述第六计算单元,用于将新能源电站的有功出力调节量分配到提前选定的各发电单元,并控制其余未被选定的各发电单元的有功出力值保持不变。
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