[發(fā)明專利]適用于新能源消納的梯級(jí)水電聯(lián)合調(diào)頻調(diào)峰方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910509747.2
• 申請(qǐng)日: 2019-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN110311389A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬曉偉;張振宇;孫驍強(qiáng);崔偉;于昌海;劉鑫;吳繼平;程松;段乃欣;褚云龍;王智偉;涂孟夫;劉愛梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國家電網(wǎng)公司西北分部;國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/24
• 分類號(hào): H02J3/24;H02J3/46
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種適用于新能源消納的梯級(jí)水電聯(lián)合調(diào)頻調(diào)峰方法，包括將電網(wǎng)頻率偏差轉(zhuǎn)化為ACE，得到所需的總調(diào)節(jié)量；根據(jù)梯級(jí)水電廠各機(jī)組的調(diào)節(jié)裕度，對(duì)總調(diào)節(jié)量進(jìn)行分配；將各機(jī)組分配的調(diào)節(jié)量下發(fā)給各機(jī)組。同時(shí)也公開了相應(yīng)的系統(tǒng)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有方法中存在調(diào)頻容量小、水電運(yùn)行靈活度差、調(diào)節(jié)方法落后、調(diào)節(jié)范圍碎片化和安全風(fēng)險(xiǎn)大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于新能源消納的梯級(jí)水電聯(lián)合調(diào)頻調(diào)峰方法及系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著新能源場(chǎng)站的大規(guī)模并網(wǎng)，電網(wǎng)電力波動(dòng)特性愈加顯著，電網(wǎng)在保證安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，盡最大能力消納新能源，需要機(jī)組配合新能源快速增減，電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性難以保證，同時(shí)，隨著特高壓外送直流工程的大量投產(chǎn)，直流大功率閉鎖(相繼閉鎖)將對(duì)電網(wǎng)頻率安全造成嚴(yán)重威脅。基于大電網(wǎng)頻率安全面臨的問題和風(fēng)險(xiǎn)，亟需進(jìn)行大電網(wǎng)頻率控制模式優(yōu)化升級(jí)，提升電網(wǎng)頻率安全風(fēng)險(xiǎn)防控水平及新能源消納能力。

當(dāng)前，電網(wǎng)的頻率控制，是采用以梯級(jí)水電某一直調(diào)水電廠為第一調(diào)頻廠，其它直調(diào)水電廠和AGC投頻率調(diào)節(jié)模式的火電機(jī)組擔(dān)任第二調(diào)頻廠的模式，一般第一調(diào)頻廠負(fù)責(zé)電網(wǎng)頻率的調(diào)整。該控制模式存在幾方面問題。一是調(diào)頻容量小，目前單一水電廠的裝機(jī)容量已經(jīng)難以滿足電網(wǎng)頻率控制的需要和新能源消納的要求，急需擴(kuò)充調(diào)頻容量，提高調(diào)節(jié)能力。二是水電運(yùn)行靈活度差，水電廠需滿足梯級(jí)水電的運(yùn)行約束，即保證每個(gè)水電廠的出庫流量在合理范圍內(nèi)，此時(shí)單一調(diào)頻廠的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍受到限制，不能很好地發(fā)揮調(diào)頻作用。三是調(diào)節(jié)方法落后，水電調(diào)頻仍然為手動(dòng)調(diào)節(jié)模式，即第一調(diào)頻廠現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員根據(jù)頻率實(shí)時(shí)調(diào)整，其余水電廠按照調(diào)度指令調(diào)節(jié)出力，此模式造成了頻率調(diào)整的滯后，使電網(wǎng)頻率波動(dòng)常常超過50±0.033Hz，部分時(shí)段甚至超過50±0.05Hz，導(dǎo)致全網(wǎng)水、火電一次調(diào)頻資源無謂浪費(fèi)的同時(shí)，頻率常常處于高頻或低頻狀態(tài)，安全隱患較大；同時(shí)其余水電廠常運(yùn)行于固定負(fù)荷點(diǎn)，不能及時(shí)跟隨新能源波動(dòng)進(jìn)行配合調(diào)節(jié)，影響新能源消納。四是調(diào)節(jié)范圍碎片化，由于水電機(jī)組投運(yùn)較早，單機(jī)的不穩(wěn)定工況區(qū)平均達(dá)到裝機(jī)容量的50％，且處于中間地帶，而機(jī)組若運(yùn)行于不穩(wěn)定工況區(qū)，則會(huì)造成機(jī)組振動(dòng)過大，引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)，因此水電機(jī)組無法進(jìn)行全范圍的平滑調(diào)節(jié)，且穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間狹小，影響了機(jī)組調(diào)節(jié)能力的正常發(fā)揮。五是單一調(diào)頻廠安全風(fēng)險(xiǎn)大，第一調(diào)頻廠存在兩臺(tái)機(jī)組共用一臺(tái)主變的情況，電網(wǎng)晚高峰期間，可能發(fā)生第一調(diào)頻廠共用一臺(tái)主變的兩機(jī)組滿功率運(yùn)行情況，若此時(shí)主變故障，全網(wǎng)損失140萬千瓦出力，且第一調(diào)頻廠調(diào)節(jié)能力大幅減少，對(duì)頻率安全造成嚴(yán)重威脅。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種適用于新能源消納的梯級(jí)水電聯(lián)合調(diào)頻調(diào)峰方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有方法中存在調(diào)頻容量小、水電運(yùn)行靈活度差、調(diào)節(jié)方法落后、調(diào)節(jié)范圍碎片化和安全風(fēng)險(xiǎn)大的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

適用于新能源消納的梯級(jí)水電聯(lián)合調(diào)頻調(diào)峰方法，包括，

將電網(wǎng)頻率偏差轉(zhuǎn)化為ACE，得到所需的總調(diào)節(jié)量；

根據(jù)梯級(jí)水電廠各機(jī)組的調(diào)節(jié)裕度，對(duì)總調(diào)節(jié)量進(jìn)行分配；

將各機(jī)組分配的調(diào)節(jié)量下發(fā)給各機(jī)組。

將調(diào)節(jié)裕度從大到小進(jìn)行排序，選擇前N個(gè)調(diào)節(jié)裕度對(duì)應(yīng)的機(jī)組承擔(dān)總調(diào)節(jié)量；其中，N臺(tái)機(jī)組的調(diào)節(jié)裕度之和不小于總調(diào)節(jié)量，N-1臺(tái)機(jī)組的調(diào)節(jié)裕度之和小于總調(diào)節(jié)量。

調(diào)節(jié)裕度大的機(jī)組調(diào)節(jié)優(yōu)先級(jí)高，前N-1個(gè)機(jī)組的調(diào)節(jié)量等于其調(diào)節(jié)裕度，第N個(gè)機(jī)組的調(diào)節(jié)量＝總調(diào)節(jié)量-前N-1個(gè)機(jī)組調(diào)節(jié)裕度之和。

分配到調(diào)節(jié)量的機(jī)組先進(jìn)行安全校核；若安全校核沒有通過，則重新分配總調(diào)節(jié)量直到安全校核通過；若安全校核通過，則進(jìn)行電量完成率校核和水位校核，若電量完成率校核和/或水位校核未通過，則調(diào)整機(jī)組的調(diào)節(jié)優(yōu)先級(jí)，重新分配總調(diào)節(jié)量，進(jìn)行安全校核。

電量完成率校核過程為，