[發明專利]一種電網友好型設備參與電網調頻的控制方法

有效

• 申請號: 201610539745.4
• 申請日: 2016-07-08
• 公開（公告）號: CN106058864B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 李揚;吳奇珂;陳昕儒
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 鄭晶

技術領域

本發明涉及電力系統控制優化領域，具體涉及到一種運用電網用戶的電網友好型設備參與電力系統調頻的控制方法。

背景技術

電力行業承擔著國家的主要能源需求，是關系到國家穩定和經濟發展的基礎性行業。電力系統具有很強的特殊性，電網的廣泛互聯使得各區域電網相互影響，一個區域的電網崩潰就可能引發連鎖反應，因此，保障電力系統的穩定運行尤為重要。

頻率穩定是電網安全穩定運行的核心內容，也是電網安全穩定技術的重要研究領域，傳統的電力系統調頻主要是由調頻電廠承擔。近年來，隨著智能電網的不斷發展，電力用戶側資源逐漸進入人們的視野，不斷有專家學者認識到，相比于調用發電廠的資源進行調頻，用戶側具有更大的利用潛力，可以將用戶側資源加以利用，并用于電網調頻。

用戶側適用于電網調頻的設備往往是電網友好型設備，當電力系統頻率發生波動時，例如：發電機突然出力下降，抑或是風力發電機突然風速減少導致出力下降會導致電網頻率跌落，造成有功功率不平衡，此時這類設備可以做出相應的響應，切除部分或全部負載，為電網減少有功缺額，起到調頻的作用；當電網的跌落幅值減少時，這類設備又可以打開部分或全部負載。

現有技術中電網友好型設備參與電力系統調頻的控制方法僅根據電網頻率的變化來直接控制電網友好型設備做出響應，而并沒有考慮到設備的響應允許時間，一旦強制該類設備做出不合理的響應，會對用電設備本身及設備用途造成很大的影響。

發明內容

發明目的：為了解決現有技術中電網友好型設備控制策略容易對設備用途造成影響的問題，本發明提出一種電網友好型設備參與電網調頻的控制方法。

技術方案：為實現上述目的，本發明中電網友好型設備參與電網調頻的控制方法，包括以下步驟：

(1)確定電網中可參與電網調頻的電網友好型設備；

(2)獲取步驟(1)中電網友好型設備的響應特性，響應特性包括：響應速度、改變運行狀態所必需經歷的最小開啟時間、最小關斷時間以及最大響應容量；

(3)根據電網頻率響應及機組調頻特性確定電網的頻率變化量與有功功率缺額之間的關系；

(4)對于某一電網友好型設備，將該設備的最大響應容量與地區電網歷史發生頻率的最大跌落量對應，確定頻率跌落量與響應容量之間的數量關系，以頻率跌落量劃分電網友好型設備的響應區間，在每個響應區間對應相應的響應容量；

(5)電網友好型設備在每次響應動作時都需檢測計時器，當電網的頻率跌落量增大，且此時該設備的開啟計時器記錄的時間大于其最小開啟時間則根據所述響應區間做關閉響應；當頻率跌落量減少，且此時該設備的關斷計時器記錄的時間大于該設備的最小關斷時間則根據所述響應區間做開啟響應。

進一步地，為了提高電網調頻的電網友好型設備參與電網頻率調控的穩定性，達到更好的平滑效果，本發明還提供了另一種電網友好型設備參與電網調頻的控制方法，作為上述方法的改進，該方法包括以下步驟：

(1)確定電網中可參與電網調頻的電網友好型設備；

(2)獲取步驟(1)中電網友好型設備的響應特性，響應特性包括：響應速度、改變運行狀態所必需經歷的最小開啟時間、最小關斷時間以及最大響應容量；根據預設范圍將這些設備按照改變運行狀態所必需經歷的最小開啟時間、最小關斷時間進行分組處理形成不同的設備集群；

(3)根據電網頻率響應及機組調頻特性確定電網的頻率變化量與有功功率缺額之間的關系；

(4)根據地區電網歷史發生頻率的最大跌落量為每個設備集群設置不同的響應區間，每個響應區間對應相應的響應容量，形成階梯響應模式；

(5)在響應過程中，每個設備集群在每次響應動作時都需檢測計時器，當電網的頻率跌落量增大，且此時該設備集群的開啟計時器記錄的時間大于該設備集群中最小開啟時間的最大值則該設備集群根據所述響應區間做關閉響應；當頻率跌落量減少，且此時該設備集群的關斷計時器記錄的時間大于該設備集群中最小關斷時間的最大值該設備集群根據所述響應區間做做開啟響應。

具體地，上述步驟(4)中在設置各設備集群的響應區間時，按照聚群分組時的預設范圍，對于最小開啟時間、最小關斷時間較小的設備集群其對應的頻率跌落值較低，對于最小開啟時間、最小關斷時間較長的設備集群其對應的頻率跌落值較高。