[發明專利]計及虛擬同步發電機接入的電網安全穩定協調控制方法

有效

• 申請號: 201710109651.8
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106786565B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 侯玉強;李威;李碧君;劉福鎖;王玉;朱玲;郄朝輝
• 申請（專利權）人: 南京南瑞集團公司;國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/24;G06F17/50
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 劉豐

本發明公開了一種計及虛擬同步發電機接入的電網安全穩定協調控制方法，屬于電力系統及其自動化技術領域。本發明的新能源匯集站控制子站根據虛擬同步發電機執行站上送信息計算各臺虛擬同步發電機實際調控量，若虛擬同步發電機實際調控量總量小于所述安全穩定控制系統主站下發的緊急調控指令總量，則新能源匯集站控制子站向切機切負荷控制子站發送追加控制請求，由所述切機切負荷控制子站實施追加控制；本發明方法在安全穩定控制系統中引入虛擬同步發電機的控制，當安全穩定控制系統檢測到故障發生后，通過計及虛擬同步發電機可調控調節容量及其靈敏度差異，來修正離線控制策略，降低常規安全穩定控制代價。

技術領域

本發明屬于電力系統及其自動化技術領域，具體是涉及計及虛擬同步發電機接入的電網安全穩定協調控制方法。

背景技術

2015年7月，國家發改委、能源局頒布的《關于促進智能電網發展的指導意見》明確指出，“將推廣具有即插即用、友好并網特點的并網設備，滿足新能源、分布式電源廣泛接入要求”。作為分布式資源與配電網(微電網)的紐帶，并網逆變器的功能被深入挖掘并肯定了其有益的作用，但仍無法忽視常規控制策略本身給配電網和微電網安全穩定運行帶來的挑戰。相比傳統同步發電機，并網逆變器具有控制靈活、響應迅速等優點，但也存在缺少慣性和阻尼等不足，難以參與電網調節，無法為含分布式電源的主動配電網提供必要的電壓和頻率支撐，更無法為穩定性相對較差的微電網提供必要的阻尼，缺乏一種與配電網及微網有效“同步”的機制。隨著分布式電源滲透率的不斷增加，傳統同步發電機的裝機比例將逐漸降低，電力系統中的旋轉備用容量及轉動慣量相對減少，這對電網的安全穩定運行帶來了嚴峻挑戰。再者，并網逆變器控制策略各異，加之分布式電源輸出功率具有波動性、不確定性等特點，很難實現其即插即用與自主協調運行。在此背景下，如何通過控制并網逆變器以實現分布式電源友好接入已成為亟待解決的關鍵問題。同步發電機具有對電網天然友好的優勢，若借鑒傳統電力系統運行經驗，使并網逆變器具有類似同步發電機的運行特性，則可實現分布式電源的友好接入并提高電力系統穩定性。此外，傳統同步發電機的相關控制策略與理論分析方法也可有效地引入其中，虛擬同步機技術應運而生。

目前虛擬同步發電機技術及裝置已經實現在實際電網的示范支行，但仍停留在響應于就地的電眼、頻率響應而快速調節自身的功率輸出，既不與電網全局的穩定特定交互，也沒有實現與傳統切機切負荷控制措施的協調；而且，在實際系統運行時虛擬同步發電機對電網中頻繁出現的小擾動事件同樣予以響應，導致電網發生嚴重故障時，需要其快速響應頻率或電壓偏移時，虛擬同步發電機往往沒有調節能力。目前的離線仿真分析還難以真實模擬這種情況，實際控制保護系統中的離線控制策略忽略了虛擬同步發電機調控作用，緊急控制措施較重，容易出現過控風險。

因此，迫切需要一種能夠有效計及規?；摂M同步發電機并網后，其參與電網安全穩定調節，提升對電網暫態安全穩定支撐能力，并與傳統切機切負荷控制有機結合的安全穩定協調控制方法。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種計及虛擬同步發電機接入的電網安全穩定協調控制方法，實現有效計及虛擬同步發電機快速調節特性，并實現與現有安全穩定緊急控制系統的協調控制。

技術方案：為實現上述目的，本發明的一種計及虛擬同步發電機接入的電網安全穩定協調控制方法，包括以下步驟：

S1針對預想故障集中各故障進行離線仿真，計算各臺虛擬同步發電機的調控靈敏度，得到調控靈敏度矩陣，所述調控靈敏度矩陣與所述預想故障集中各故障相對應，將所述調控靈敏度矩陣預先配置在新能源匯集站控制子站；

S2虛擬同步發電機執行站采集各臺虛擬同步發電機當前時刻的運行狀態信息及可調控容量，并實時上傳至所述新能源匯集站控制子站；所述新能源匯集站控制子站匯總各臺虛擬同步發電機的可調控容量，并將匯總得到的可調控容量信息上送至安全穩定控制系統主站；