[發(fā)明專(zhuān)利]含大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組的電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行頻率控制方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911119288.3
• 申請(qǐng)日: 2019-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110867872A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮楠;馮煜堯;郭強(qiáng);余穎輝;趙樂(lè);劉小康
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)上海市電力公司;上海工程技術(shù)大學(xué);華東電力試驗(yàn)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/24
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/24;H02J3/14;H02J3/46
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本發(fā)明涉及一種含大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組的電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行頻率控制方法及系統(tǒng)，所述控制方法包括以下步驟：1)在發(fā)生故障時(shí)，計(jì)算首次切除負(fù)荷量；2)基于所述首次切除負(fù)荷量對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行切負(fù)荷操作，判斷電網(wǎng)頻率是否穩(wěn)定，若是，則結(jié)束，若否，則執(zhí)行步驟3)；3)基于所述首次切除負(fù)荷量計(jì)算二次切除負(fù)荷量；4)基于所述二次切除負(fù)荷量對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行切負(fù)荷操作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠準(zhǔn)確地完成負(fù)荷削減動(dòng)作，使電網(wǎng)在故障后繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)故障處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種含大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組的電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行頻率控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，人們生活質(zhì)量在不斷提高。人們對(duì)于電量的需求也越來(lái)越多，給電力企業(yè)帶來(lái)不小的考驗(yàn)。傳統(tǒng)的發(fā)電主要為火力發(fā)電和天然氣發(fā)電，不僅消耗了大量的地球資源，而且化石燃料的燃燒也造成了環(huán)境的污染。而風(fēng)能、太陽(yáng)能等一些清潔能源與其化石相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：這類(lèi)能源取之不盡用之不竭，不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和硫化物，且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。大量的開(kāi)發(fā)清潔能源可以極大的減少地球現(xiàn)有化石資源的開(kāi)采，減輕地球環(huán)境的污染，所以風(fēng)能、太陽(yáng)能等發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

目前，針對(duì)含大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組的電網(wǎng)在故障后系統(tǒng)安全穩(wěn)定主要研究集中在頻率穩(wěn)定技術(shù)和電壓穩(wěn)定技術(shù)方面。但目前的處理方法還存在無(wú)法充分利用可再生能源、負(fù)荷消減不夠精確等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種含大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組的電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行頻率控制方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種含大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組的電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行頻率控制方法，包括以下步驟：

1)在發(fā)生故障時(shí)，計(jì)算首次切除負(fù)荷量；

2)基于所述首次切除負(fù)荷量對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行切負(fù)荷操作，判斷電網(wǎng)頻率是否穩(wěn)定，若是，則結(jié)束，若否，則執(zhí)行步驟3)；

3)基于所述首次切除負(fù)荷量計(jì)算二次切除負(fù)荷量；

4)基于所述二次切除負(fù)荷量對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行切負(fù)荷操作。

所述首次切除負(fù)荷量的計(jì)算公式為：

式中，Δp₁為首次切除負(fù)荷量，H為慣性時(shí)間常數(shù)，f為系統(tǒng)此時(shí)頻率，a為首次切負(fù)荷比例，t₁為系統(tǒng)頻率變化時(shí)刻，為t₁時(shí)刻頻率的微分。

所述首次切負(fù)荷比例a的取值范圍為(0，1]。

所述首次切負(fù)荷比例a為0.5，使得系統(tǒng)不出現(xiàn)大的波動(dòng)。

所述二次切除負(fù)荷量的計(jì)算公式為：

式中，Δp₂為二次切除負(fù)荷量，H為慣性時(shí)間常數(shù)，f為系統(tǒng)此時(shí)頻率，a為首次切負(fù)荷比例，t₁為系統(tǒng)頻率變化時(shí)刻，為t₁時(shí)刻頻率的微分，t₂為第一次切負(fù)荷之后系統(tǒng)頻率再次變化時(shí)刻，為t₂時(shí)刻頻率的微分。

一種含大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組的電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行頻率控制系統(tǒng)，包括：

首次負(fù)荷切除執(zhí)行模塊，在發(fā)生故障時(shí)觸發(fā)，用于計(jì)算首次切除負(fù)荷量，并基于所述首次切除負(fù)荷量對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行切負(fù)荷操作；

電網(wǎng)頻率穩(wěn)定判斷模塊，用于判斷電網(wǎng)頻率是否穩(wěn)定；

二次負(fù)荷切換執(zhí)行模塊，在所述電網(wǎng)頻率穩(wěn)定判斷模塊的判斷結(jié)果為否時(shí)觸發(fā)，用于基于所述首次切除負(fù)荷量計(jì)算二次切除負(fù)荷量，并基于所述二次切除負(fù)荷量對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行切負(fù)荷操作。

所述首次切除負(fù)荷量的計(jì)算公式為：