[發(fā)明專利]使用匯集線路開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)光伏電站有功功率緊急控制的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510543276.9
• 申請(qǐng)日: 2015-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105048506B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊立濱;王崗紅;李春來(lái);湯磊;張節(jié)潭;王鵬;徐有蕊;張桂紅;周文蕓;楊軍;李正曦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)青海省電力公司;國(guó)網(wǎng)青海省電力公司電力科學(xué)研究院;北京清大高科系統(tǒng)控制有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 廖元秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光伏發(fā)電站有功自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種使用匯集線路開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)光伏電站有功功率緊急控制的方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，全國(guó)眾多光伏基地的建成投產(chǎn)，改變了原有的電源結(jié)構(gòu)，光伏發(fā)電對(duì)電網(wǎng)的影響逐步增大，由只對(duì)局部電網(wǎng)的無(wú)功電壓影響，上升到對(duì)大電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻的影響。國(guó)標(biāo)GB/T1996-2012《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》指出：“光伏發(fā)電站應(yīng)具備參與電力系統(tǒng)的調(diào)頻和調(diào)峰的能力。光伏發(fā)電站應(yīng)配置有功功率控制系統(tǒng)，具備有功功率連續(xù)平滑調(diào)節(jié)的能力，并能夠參與系統(tǒng)有功功率控制。光伏發(fā)電站有功功率控制系統(tǒng)能夠接收并自動(dòng)執(zhí)行電網(wǎng)電度機(jī)構(gòu)下達(dá)的有功功率及有功功率變化的控制指令”。按照規(guī)定要求，光伏發(fā)電站應(yīng)積極建設(shè)有功功率自動(dòng)控制系統(tǒng)，滿足電網(wǎng)公司要求，提高電網(wǎng)光伏功率自動(dòng)調(diào)節(jié)水平，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

該國(guó)標(biāo)還規(guī)定，在電力系統(tǒng)事故或緊急情況下，光伏發(fā)電站應(yīng)按下列要求運(yùn)行：

a)電力系統(tǒng)事故或特殊運(yùn)行方式下，按照電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的要求降低光伏發(fā)電站有功功率。

b)當(dāng)電力系統(tǒng)頻率高于50.2Hz時(shí)，按照電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)指令降低光伏發(fā)電站有功功率，嚴(yán)重情況下切除整個(gè)光伏發(fā)電站。

c)若光伏發(fā)電站的運(yùn)行危及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定，電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)按相關(guān)規(guī)定暫時(shí)將光伏發(fā)電站切除。

事故處理完畢，電力系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)后，光伏發(fā)電站應(yīng)按照調(diào)度指令并網(wǎng)運(yùn)行。對(duì)電力系統(tǒng)故障期間沒(méi)有脫網(wǎng)的光伏發(fā)電站，其有功功率在故障清除后應(yīng)快速恢復(fù)，自故障清除時(shí)刻開(kāi)始，以至少30％額定功率/秒的功率變化率恢復(fù)至正常發(fā)電狀態(tài)。

電力系統(tǒng)傳統(tǒng)意義上的自動(dòng)有功控制(AGC)系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)對(duì)象為火力發(fā)電機(jī)組和水力發(fā)電機(jī)組，在確保電網(wǎng)頻率穩(wěn)定方面發(fā)揮了重要作用。借鑒電網(wǎng)調(diào)度原電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)(EMS)中AGC模塊成功的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，光伏發(fā)電站有功自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)EMS和光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息、系統(tǒng)發(fā)電計(jì)劃以及光伏發(fā)電站功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)信息，通過(guò)對(duì)光伏發(fā)電站上網(wǎng)有功功率的控制調(diào)節(jié)，達(dá)到對(duì)光伏發(fā)電站內(nèi)幾十臺(tái)光伏陣列的有功功率控制。

在實(shí)際運(yùn)行中，電網(wǎng)調(diào)度端AGC系統(tǒng)將每個(gè)光伏發(fā)電站看成一臺(tái)機(jī)組，作為系統(tǒng)的控制對(duì)象。電網(wǎng)調(diào)度端AGC系統(tǒng)參考發(fā)電計(jì)劃和功率預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行指令計(jì)算，然后發(fā)送有功功率指令到光伏發(fā)電站端AGC模塊。光伏發(fā)電站AGC模塊根據(jù)接收到的調(diào)度有功功率指令通過(guò)分配計(jì)算出每臺(tái)光伏陣列的有功輸出目標(biāo)，最后將目標(biāo)經(jīng)通信接口下發(fā)到每臺(tái)光伏陣列實(shí)現(xiàn)有功功率的調(diào)節(jié)。

受制于光伏陣列通信接口的延時(shí)以及光伏陣列有功調(diào)節(jié)響應(yīng)速度的限制(秒級(jí))，緊急情況下光伏發(fā)電站AGC通過(guò)調(diào)節(jié)每臺(tái)光伏陣列的有功輸出，不能達(dá)到快速減少有功輸出的要求(毫秒級(jí))。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種使用匯集線路開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)光伏電站有功功率緊急控制的方法，在調(diào)度要求對(duì)有功功率進(jìn)行緊急控制時(shí)，不通過(guò)調(diào)節(jié)單臺(tái)光伏陣列有功的輸出，而是通過(guò)控制光伏發(fā)電站各個(gè)匯集線路開(kāi)關(guān)來(lái)快速調(diào)節(jié)總有功輸出，保證上網(wǎng)總有功既不超過(guò)調(diào)度指令，又盡可能多的發(fā)電。

本發(fā)明提出的一種使用匯集線路開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)光伏電站有功功率緊急控制的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)根據(jù)調(diào)度要求確定光伏發(fā)電站有功緊急控制超標(biāo)允許時(shí)延(100毫秒～500毫秒可配置)；

2)在一個(gè)調(diào)節(jié)周期(25毫秒)開(kāi)始到來(lái)時(shí)，進(jìn)行有功功率自動(dòng)調(diào)節(jié)，具體包括：

2-1)從電網(wǎng)調(diào)度端AGC系統(tǒng)獲取光伏電站有功功率緊急指令，并以此指令作為光伏電站有功緊急控制的上限P_max；

2-2)采集光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)送出線路和各條匯集線路有功功率、各個(gè)匯集線路開(kāi)關(guān)狀態(tài)；若上網(wǎng)總有功功率P_gate小于上限P_max則為合格，超標(biāo)計(jì)時(shí)清0，等待下一個(gè)調(diào)節(jié)周期開(kāi)始，返回步驟2-1)；否則轉(zhuǎn)步驟2-3)；

2-3)超標(biāo)計(jì)時(shí)累加一個(gè)調(diào)節(jié)周期的時(shí)間，得到的超標(biāo)計(jì)時(shí)值若小于有功緊急控制超標(biāo)允許時(shí)延，等待下一個(gè)調(diào)節(jié)周期開(kāi)始，返回步驟2-1)；否則轉(zhuǎn)步驟2-4)；

2-4)執(zhí)行減有功調(diào)節(jié)，總有功快速切除目標(biāo)為：

P_set＝P_gate-P_max