[發(fā)明專利]風(fēng)火打捆系統(tǒng)直流頻率控制與自動發(fā)電控制協(xié)調(diào)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811201139.7
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109560567B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張海波;魏一汀
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/18;H02J3/46;H02J3/38
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種風(fēng)火打捆系統(tǒng)直流頻率控制與自動發(fā)電控制的協(xié)調(diào)方法；其特征在于，針對實際存在的問題；采用在擾動發(fā)生時刻計算系統(tǒng)頻率偏差峰值，將擾動分為不同的類型和程度，從而選擇合適的直流調(diào)制控制策略，使得FLC在負(fù)荷突然變化或故障時立即投入，在風(fēng)功率緩慢變化時暫不投入，最大程度利用AGC對風(fēng)能的消納能力，降低無功設(shè)備的動作次數(shù)；其次，在系統(tǒng)AGC能力不足，需要直流調(diào)制參與風(fēng)功率波動消納的情況下，將風(fēng)功率波動分為高頻段與低頻段分別進行直流跟蹤調(diào)制，最大程度利用一次調(diào)頻對高頻風(fēng)功率波動的消納能力，降低無功設(shè)備的動作次數(shù)，有效減少無功設(shè)備投切次數(shù)；具體包括以下步驟：

(1)利用簡化頻率偏差響應(yīng)模型計算頻率偏差峰值，

將全網(wǎng)各臺發(fā)電機模型等值聚合成單臺發(fā)電機模型，并將全網(wǎng)原動機-調(diào)速器模型等值擬合成單臺原動機-調(diào)速器模型，將系統(tǒng)有功不平衡量引起的電網(wǎng)頻率偏差響應(yīng)近似等效為一個單機帶負(fù)荷系統(tǒng)的頻率偏差響應(yīng)；由該模型得到有功功率擾動造成的頻率偏差峰值與擾動量大小及擾動時刻的頻率偏差變化率均成正比，則頻率偏差峰值由擾動時刻頻率偏差變化率計算得到；

(2)根據(jù)擾動瞬間頻率偏差變化率對系統(tǒng)擾動程度進行判斷，實現(xiàn)不同程度的直流頻率限制控制，

在系統(tǒng)出現(xiàn)有功擾動時，通過對擾動瞬間頻率偏差變化率進行測量，將系統(tǒng)有功擾動分為緩慢變化擾動，小幅瞬時擾動，大幅瞬時擾動或系統(tǒng)故障；設(shè)置直流頻率限制控制器在緩慢變化擾動時不投入；小幅瞬時擾動時限制動作幅值；大幅瞬時擾動或系統(tǒng)故障時正常投入，以保證系統(tǒng)頻率穩(wěn)定；通過對擾動類型和程度的識別，使直流頻率限值控制采用對應(yīng)的投入策略，減少直流調(diào)整次數(shù)，避免了直流無功調(diào)節(jié)設(shè)備頻繁動作；此外，實時監(jiān)控系統(tǒng)頻率偏差，當(dāng)其超過0.2Hz時，應(yīng)正常投入FLC，避免調(diào)節(jié)能力不夠致使系統(tǒng)頻率超過穩(wěn)定范圍；

(3)AGC能力不足情況下，直流動態(tài)跟隨風(fēng)功率波動以消納風(fēng)能，

將直流有功功率調(diào)制信號，即風(fēng)功率波動信號通過分頻器分成高頻通道和低頻通道，在遠(yuǎn)離剪切頻率的高頻段0.015-0.25Hz設(shè)置更小的限幅，低頻段0-0.015Hz正常設(shè)置；對于波動程度大的低頻段風(fēng)功率波動，直流正常跟隨以保證系統(tǒng)頻率穩(wěn)定；對于波動程度小的高頻段風(fēng)功率波動，系統(tǒng)一次調(diào)頻起主要作用，直流限定幅值避免無功設(shè)備投切，以最大程度利用一次調(diào)頻消納高頻風(fēng)功率，減少了直流無功設(shè)備投切次數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)火打捆系統(tǒng)直流頻率控制與自動發(fā)電控制的協(xié)調(diào)方法；其特征在于，所述步驟(1)包括以下內(nèi)容：

1)將全網(wǎng)各臺發(fā)電機模型等值聚合成單臺發(fā)電機模型，并將全網(wǎng)原動機-調(diào)速器模型等值擬合成單臺原動機-調(diào)速器模型；

2)系統(tǒng)有功擾動表示為階躍函數(shù)P_step/s，由上述1)得頻域下系統(tǒng)頻率偏差響應(yīng)為：

故時域解為：

其中

上述式(1)-式(5)中，H為單機慣性常數(shù)，D為系統(tǒng)負(fù)荷調(diào)節(jié)系數(shù)，R為調(diào)差系數(shù)，K_m為機械功率增益系數(shù)，T_R為再熱時間常數(shù)，Δω為電網(wǎng)頻率偏差；上述公式中的Ф、ω_n、ω_r、ξ、K_m、t、α、Ф₁沒有明確的含義，只是為了簡化公式書寫而設(shè)定符號；

對式(2)求導(dǎo)得

令t＝0

當(dāng)dΔω/dt＝0，頻率偏差達到最大值Δω_max；

即

Δω_max＝NΔP_e (10)

由式(6)、(9)能得，擾動瞬間頻率偏差變化率正比于系統(tǒng)頻率偏差峰值，故系統(tǒng)頻率偏差峰值由測量得到的頻率偏差變化率計算得到。