[發明專利]風光儲流新能源孤網穩定運行集成控制系統及方法

有效

• 申請號: 201110335509.8
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102368620A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 韋巍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28;H02J3/46
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

技術領域

本發明涉及新能源分布式發電穩定運行控制領域，尤其適合于中小規模的風光儲(流)為發電主要來源的新能源孤網穩定運行控制，可克服傳統SCADA系統難以滿足新能源隨機性變化造成的孤網動態實時集中控制難題，是先進的網絡控制技術與電網穩定調度控制技術的結合。具體涉及一個網絡化集中控制系統、并網監測與控制裝置及控制算法。

背景技術

隨著電力系統的不斷發展壯大，尤其是新能源并入電網的比例增加，依靠傳統的SCADA/EMS等基于穩態的監控系統將越來越難以滿足實時性的要求。應用傳統的以SCADA/EMS及有關應用軟件(如狀態估計和靜態安全分析等)為代表的調度監控系統，其實質上是在潮流水平上的電力系統穩態行為監控系統，從RTU獲得數據開始到控制中心獲得系統狀態估計的結果，其時間是以分鐘為單位的，同時各個地區的監測量沒有統一的時標，這樣的數據采集是無法對系統的暫態甚至動態行為進行實時監控的。

風能、太陽能和海流能等發電具有方便、清潔、不枯竭、無噪聲等優點，適合解決海島、邊遠缺電地區和大城市用電高峰電力不足的問題，具有巨大的市場潛力和廣闊的應用前景。由于這些可再生新能源發電具有間歇式特性，給電網的調度與控制帶來很大的困難。按目前電力系統調度控制技術，由于常規電網的主力發電機組是汽輪發電機組，汽輪發電機組的特點是利用機組本身的旋轉特性，其負載功率與轉速存在反比關系，而汽輪機轉速直接對應電網頻率。因此常規的電網調度控制技術主要依據P/f下垂控制方法來實現電網自穩定控制。但是由于新能源電網系統的發電裝置主要依靠電力電子變流技術與裝置，而電力電子變流裝置通常是恒壓源或恒流源，尤其是負載的變化難以自檢測，因此直接采用傳統的P/f控制方法難以滿足電網快速穩定控制的要求，僅僅依靠電力系統穩態/準穩態調度控制難以滿足新能源孤島電網穩定運行的要求。

本發明在此技術背景下，提出采用現場以太網絡技術，將傳統新能源變流并網裝置通過監控裝置實現與中央集成控制單元的信息交互，從而在系統角度出發，采用全閉環新能源孤網穩定運行控制技術，實現分布式電網(孤網)發配電裝置的實時動態監測與控制，滿足孤網穩定運行要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服傳統SCADA系統難以滿足新能源發配電系統實時監控和調節要求的缺陷，實現風光儲流新能源孤網發配電系統的實時穩定控制。為此，本發明首先提出了基于快速網絡通訊技術的風光儲流孤網運行的集中控制思想，提出了基于儲能系統P/V下垂穩定控制算法和基于實時網絡的全局功率平衡控制集中調度控制方法相結合，可滿足風光儲流孤立電網穩定運行要求。

為了解決上述問題，本發明采取以下技術方案：

提供一種風光儲流新能源孤網穩定運行集成控制系統，包括、風力發電機組、太陽能光伏發電機組或海流發電機組中的至少一種，且通過各自配置的變流并網裝置并入交流母線電網；該系統還包括儲能裝置，儲能裝置通過其配置的變流并網裝置并入交流母線電網；所述各發電機組及儲能裝置均配置有監控裝置，用于采集與傳遞發電機組、儲能裝置及變流并網裝置的運行參數和控制參數，每個監控裝置上均設置CAN接口和以太網路接口；各監控裝置通過CAN總線與其對應的變流并網裝置連接以實現信息交互，同時通過以太網絡與中央集成控制單元相連以實現信息交互。

作為一種改進，本發明所述儲能裝置由蓄電池儲能裝置和超級電容儲能裝置組成，蓄電池儲能裝置和超級電容儲能裝置分別配置監控裝置；所述蓄電池儲能裝置由若干組相同的蓄電池并聯而組成。超級電容儲能裝置則主要負責快速瞬變的負載補償控制，其控制原理與蓄電池儲能裝置類同。

作為一種改進，本發明還包括連接至可控負荷的監控裝置，用于采集和傳遞可控負荷的運行參數與控制參數，該監控裝置上設置CAN接口和以太網路接口，通過以太網絡總線直接將可控負荷與中央集成控制單元相連以實現信息交互。

作為一種改進，本發明還包括柴油發電機和與之連接的監控裝置，監控裝置用于采集和傳遞柴油發電機的運行參數與控制參數，該監控裝置上設置CAN接口和以太網絡接口，同時通過以太網絡與中央集成控制單元相連以實現信息交互。

作為一種改進，本發明由各發電機組所組成的電網的總容量為10KW～10MW，電網內發電機組數量在20套之內。

作為一種改進，本發明所述交流母線電網為10KV的交流母線電網。