[發明專利]風火打捆系統直流頻率控制與自動發電控制協調方法

有效

• 申請號: 201811201139.7
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109560567B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 張海波;魏一汀
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 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權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明公開了屬于電力系統直流控制技術領域的一種風火打捆系統直流頻率控制與自動發電控制協調方法，針對實際存在的問題；采用在擾動發生時刻計算系統頻率偏差峰值，將擾動分為不同的類型和程度，從而選擇合適的直流調制控制策略，使得FLC在負荷突然變化或故障時立即投入，在風功率緩慢變化時暫不投入，最大程度利用AGC對風能的消納能力，降低無功設備的動作次數；其次，在系統AGC能力不足，需要直流調制參與風功率波動消納的情況下，將風功率波動分為高頻段與低頻段分別進行直流跟蹤調制，最大程度利用一次調頻對高頻風功率波動的消納能力，降低無功設備的動作次數，有效減少無功設備投切次數；避免了直流無功補償設備的頻繁投切。

技術領域

本發明屬于電力系統直流控制技術領域，特別涉及一種風火打捆系統直流頻率控制與自動發電控制協調方法，

背景技術

我國風能資源豐富，主要集中分布于西部、北部地區，如新疆哈密、甘肅酒泉、蒙東蒙西等地區。受能源資源和負荷“逆向”分布的特點所限，及西北地區風電火電同時存在外送需求，將風電與火電打捆并經特高壓直流系統外送已經成為西北地區大規模風電開發與并網的重要模式。風電出力具有波動性和隨機性，隨著風電滲透率的不斷升高，系統轉動慣量減少，調頻能力下降，故需利用直流輸電系統有功與無功可靈活控制的特點，適應風電的波動特性及故障特性，提高風電接入系統的安全穩定性。

目前傳統的直流多以直流頻率限制控制器(FLC)的形式參與系統頻率調節，系統頻率偏差量超過死區后，FLC迅速響應，快速改變直流系統輸送有功,從而抑制交流系統頻率變化。但風功率波動頻繁，造成FLC頻繁動作，增加了高壓直流無功設備的投切次數，減少其使用壽命。因此如何建立合理有效的FLC與AGC協調方法，充分利用AGC消納較慢頻率負荷的功能以減少直流動作，是當前直流參與頻率調節亟需解決的問題。

文獻1《向家壩-上海特高壓直流系統孤島運行方式》采用頻率限制控制器(FLC)，使直流系統響應電網頻率變化，通過調整直流線路功率改善系統頻率穩定性。

文獻2《高壓直流輸電系統孤島運行調頻策略》針對南方電網高壓直流輸電系統孤島運行方式，闡明孤島方式下優先利用FLC平衡功率波動、放大機組一次調頻死區作為后備措施、優先調整機組功率、利用FLC自動跟隨的調頻策略。

文獻3《孤島方式下云廣直流自動功率調整功能與小灣電廠AGC配合的仿真》分析表明孤島方式下電廠自動發電控制(AGC)投入并走自動功率曲線，在直流頻率限制器作用下，直流功率能夠快速匹配，從而實現孤島系統功率的平穩調整。

上述方法雖然從不同角度對孤島方式下直流調制參與系統頻率穩定策略進行了一定研究，但未考慮在風火打捆背景下，機組AGC與直流FLC關于消納不同類型擾動的配合策略。

實際上存在的問題是電力系統自動發電控制作為二次調頻，針對的是變化幅度較大、變化頻率較慢的負荷波動，以滿足系統頻率穩定的要求；在風功率變化頻率較慢時，由AGC進行消納；但在當前FLC控制策略下，風功率出現波動時，直流調制響應迅速，FLC將先于自動發電控制(AGC)機組消納功率不平衡量，使得直流動作過于頻繁，直流無功調節設備投切次數增加，影響設備的使用壽命，火電機組調頻能力利用率下降，AGC無法實現其消納變化頻率較慢負荷的功能。

因此，為解決上述問題，有必要給出一種風火打捆系統直流頻率控制與自動發電控制協調方法。

發明內容