[發明專利]一種光伏電站功率控制方法和系統

在審

• 申請號: 201910766914.1
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN112421671A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 錢敏慧;趙大偉;姚良忠;朱凌志;姜達軍;劉艷章;陳寧;吳福保;丁杰;彭佩佩;胡東平;唐亮;孫辰軍;王卓然
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網河北省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46
• 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

本發明提供了一種光伏電站功率控制方法，包括：將并網點信號和控制參數帶入預先構建的光伏電站功率控制模型，調節光伏電站的有功/無功電流輸出值；基于所述光伏電站的有功/無功電流輸出值，控制光伏發電站并網點有功/無功頻率至電網調度設定值。本發明提供的技術方案采用模塊化的思路，通過劃分得到的包含場站級有功/無功控制模塊、光伏逆變器控制模塊和光伏逆變器電網接口模塊三個部分的光伏發電站有功/無功控制結構，反應不同類型、不同規模光伏發電站接入電網有功/無功運行動態。

技術領域

本發明涉及新能源發電技術光伏電站建模仿真技術領域，具體涉及一種光伏電站功率控制方法。

背景技術

光伏發電具有隨機性、波動性和間歇性，其大規模接入對電力系統安全穩定運行帶來很大影響。隨著光伏發電在電力系統中的比例不斷提高，其對電網的影響已從個體或局部的運行控制問題演變為系統級安全穩定控制問題，從短期的電磁與機電暫態過程逐漸過渡到中長期動態過程。在大范圍云系運動、沙塵暴、日食等異常氣象條件下，光伏發電出力可能會在短時間內發生大幅度變化，形成高風險“爬坡事件”，影響電力系統頻率穩定性。某些地區多次出現沙塵暴、大范圍云系運動現象，也曾觀察到日食現象，這些過程往往持續數分鐘至數小時，在光伏發電裝機量大且較為集中的地區，這些異常天氣將對新能源發電出力造成很大的影響，嚴重威脅當地電力系統的安全穩定運行。

近年來，學術界和電力企業都對光伏發電并網問題開展了深入研究，研究熱點主要集中在風電/光伏發電的故障穿越技術、有功和無功控制技術、靜態和暫態穩定性分析等方面，所采用的模型一般均考慮了電力電子變流器/逆變器、發電機、風輪機、有功無功控制、故障穿越控制等各個環節，主要關注微秒至秒級的新能源發電動態特性，研究的時間范疇一般不超過一分鐘，屬于電磁暫態或機電暫態研究的范疇，重點解決元件或局部地區短時間尺度的協調控制問題。而現有光伏并網運行的標準明確規定光伏發電站須具備有功/無功控制功能，根據電網調度實時下達或預先設置的控制指令調整光伏發電站并網點功率輸出，整個動態調整過程時間尺度約為秒-分鐘級，屬于慢速調節過程。

現有光伏發電模型包括機電暫態和電磁暫態模型，多關注光伏發電單元的本體控制模型建模，對于包含光伏發電站場站級有功/無功控制涉及較少。同時傳統模型根據光伏發電站的實際電氣連接和控制結構進行建模，具體來說，需進行場站級功率控制系統建模，光伏發電單元建模，其中場站級控制系統建模時如果電站采用恒定有功功率控制物理建模時按照實際系統建立恒定有功功率控制模型，該模型并不具備調頻控制功能，若對具備調頻功能的光伏發電站建模時，則需要按照電站實際調頻控制系統建立場站級功率控制系統模型。即針對不同的應用場景需要重復建模，過程繁瑣。

發明內容

針對光伏電站并網標準要求，需要建立能準確反應光伏發電站有功/無功功率控制慢速調節過程的模型，分析光伏發電站中長期運行特性，指導電網規劃設計和調度運行人員生產運行，同時可通過調整不同控制參數，反映不同應用場景。

為能準確反應光伏發電站有功/無功功率控制慢速調節過程的模型，本發明提供一種實現光伏電站功率控制方法，適用于整個動態調整過程時間尺度約為秒-分鐘級的慢速調節，采用模塊化設計思路將包含有功/無功控制功能的光伏發電站模型抽象為場站級有功/無功控制模塊、光伏逆變器控制模塊和光伏逆變器電網接口控制模塊，并通過設置不同的控制參數準確反應光伏發電站有功/無功功率控制的動態響應特性，為大規模新能源接入電力系統的并網分析提供了模型基礎。

本發明提供的技術方案是：

一種光伏電站功率控制方法，適用于整個動態調整過程時間尺度約為秒-分鐘級的慢速調節，包括：

將并網點信號和控制參數帶入預先構建的光伏電站功率控制模型，調節光伏電站的有功/無功電流輸出值；

基于所述光伏電站的有功/無功電流輸出值，控制光伏發電站并網點有功/無功頻率至電網調度設定值；