[發明專利]一種無源電網廣域虛擬頻率控制方法及系統

有效

• 申請號: 201810148343.0
• 申請日: 2018-02-13
• 公開（公告）號: CN108429280B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 王暉;卜廣全;李文鋒;趙兵;王姍姍;王鐵柱
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網湖南省電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明公開了一種無源電網廣域虛擬頻率控制方法及系統，所述方法包括：根據換流站的實際有功功率、工頻頻率和預設的計劃功率計算虛擬頻率；根據所述虛擬頻率計算新能源電站功率需調量；根據所述新能源電站功率需調量和功率可調量確定新能源電站的功率調節量，并根據所述調整量控制每臺新能源電站進行發電。本發明通過子站提供虛擬頻率來反映送端無源電網內的新能源電站偏離其計劃的波動程度，盡可能地減小該波動，有效改善了風電與光伏發電的間歇性、波動性等問題，減輕抽蓄電站調節新能源功率波動的壓力，降低抽蓄電站調節頻率。

技術領域

本發明涉及電力系統控制技術領域，具體涉及一種無源電網廣域虛擬頻率控制方法及系統。

背景技術

當前，節能減排并遏制氣候變暖已經是全世界面臨的一項共同挑戰和重要議題。節能減排工作得到人們的高度重視，并提出在電力領域實施節能發電調度，提高電力工業能源使用效率，減少環境污染，促進能源和電力結構調整等措施。這是電力行業貫徹落實科學發展觀，構建社會主義和諧社會的重大舉措，是建設資源節約型、環境友好型社會的必然選擇。

以風電、光伏為代表的新能源因其無污染可再生特性，且無溫室氣體排放，逐漸成為能源發展的重要方向。隨著大型風電、光伏發電基地的出現，直流送端新能源比例不斷擴大并將成為主要電力來源，這給新能源的消納形式和送受端機組的控制方式帶來新的技術挑戰。一是由送端本地消納過渡到送受端共同消納，需要大規模新能源全局消納的送端、受端、交直流功率協調控制；二是由于新能源發電具有間歇性、波動性等特點，隨著其穿透功率的增加，會對電網造成一定程度的沖擊。按傳統模式獨立建設風電、光伏、儲能和抽蓄電站的自動發電控制系統，相互之間無法實現信息共享與融合，給風光儲抽蓄柔直環網聯合發電系統的運行管理及維護帶來極大的不便，系統運行也難以滿足日益增長的精細化需求。三是在已有的水光互補工程中，用常規電源對新能源波動進行調節時，會使水電站頻繁調節加快機組老化，若新能源電站本身具備一定調節能力，則可減小打捆調節的常規電源的調節頻率。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的上述不足，本發明提供一種無源電網廣域虛擬頻率控制方法，所述方法包括：

根據換流站的實際有功功率、工頻頻率和預設的計劃功率計算虛擬頻率；

根據所述虛擬頻率計算新能源電站功率需調量；

根據所述新能源電站功率需調量和功率可調量確定新能源電站的功率調節量，并根據所述調整量控制每臺新能源電站進行發電。

優選的，所述根據換流站的實際有功功率、預設的計劃功率和工頻頻率計算虛擬頻率包括：

按下式計算虛擬頻率：

f＝f₀+K(P-P₀)

式中，f：虛擬頻率；f₀：換流站正常工作時的工頻頻率；K：功率與頻率的轉化系數；P：換流站的實際有功功率；P₀：換流站的計劃有功功率。

優選的，所述根據所述虛擬頻率計算新能源電站功率需調量包括：

根據所述虛擬頻率按下式計算新能源電站功率需調量：

ΔP＝K₁(f₀-f)

式中，ΔP：新能源電站功率需調量；K₁：新能源電站一次調頻系數；f₀：換流站正常工作時的工頻頻率；f：虛擬頻率。

優選的，所述根據所述新能源電站功率需調量和功率可調量確定新能源電站的功率調節量，包括：

根據新能源電站的最大輸出功率與實際輸出功率確定新能源電站的功率可調量；