[發(fā)明專利]一種新能源參與異步送端電網(wǎng)調(diào)頻的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010355657.5
• 申請日: 2020-04-29
• 公開（公告）號: CN111555310B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何廷一;吳水軍;李勝男;郭成
• 申請（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/48
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種新能源參與異步送端電網(wǎng)調(diào)頻的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

搭建含新能源一次調(diào)頻的異步送端電網(wǎng)機電暫態(tài)模型，仿真計算小干擾下異步送端電網(wǎng)快速頻率調(diào)節(jié)需要的新能源快速調(diào)頻容量和參與快速調(diào)頻的新能源場站的數(shù)量；

根據(jù)不同新能源場站一定時間期限內(nèi)的發(fā)電量數(shù)據(jù)和故障率數(shù)據(jù)將電站進(jìn)行歸類，結(jié)合電網(wǎng)需要提供的新能源快速調(diào)頻容量、調(diào)頻經(jīng)濟性、冗余配置可靠性，選擇高發(fā)電量、低故障率的新能源場站參與快速調(diào)頻；

對參與快速調(diào)頻風(fēng)電場風(fēng)電機組進(jìn)行改造，通過在機組并網(wǎng)點加裝智能電表和對風(fēng)機變頻器軟硬件的修改，使得機組主控基于智能電表和變頻器鎖相環(huán)PLL的頻率數(shù)據(jù)實現(xiàn)頻率變化率和頻率變化量調(diào)頻相互配合的單機一次調(diào)頻功能，實現(xiàn)第一輪級快速調(diào)頻，包括：

在風(fēng)電機組并網(wǎng)點交流進(jìn)線處加裝智能電表，智能電表用于對并網(wǎng)點電壓信號瞬時頻率的準(zhǔn)確測量，并將測量得到的頻率經(jīng)過模擬量數(shù)字量-模擬量的轉(zhuǎn)化，送至風(fēng)機主控系統(tǒng)，風(fēng)機主控系統(tǒng)根據(jù)智能電表實時采集的頻率計算頻率變化率df/dt和頻率變化量Δf，按照主控系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置的調(diào)頻控制實現(xiàn)快速調(diào)頻；

修改參與快速調(diào)頻的風(fēng)電機組的變頻器控制，將風(fēng)機變頻器PLL計算得到的頻率變化率df/dt和頻率變化量Δf通過模擬量-數(shù)字量-模擬量的轉(zhuǎn)化直接送至機組主控，風(fēng)機主控系統(tǒng)根據(jù)PLL計算得到的頻率變化率df/dt和頻率變化量Δf按照主控系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置的調(diào)頻控制實現(xiàn)快速調(diào)頻；

當(dāng)智能電表監(jiān)測的頻率變化率超過死區(qū)、風(fēng)機變頻器PLL計算的頻率變化率未超過死區(qū)并且兩個變化率都大于0時，參與快速調(diào)頻的風(fēng)電場的風(fēng)電機組按照主控系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置的頻率變化率調(diào)頻進(jìn)行單機快速調(diào)頻響應(yīng)，ΔP為有功功率變化量，T_j為發(fā)電機轉(zhuǎn)動慣量；f_n為系統(tǒng)額定頻率，Hz；P_N為額定功率，MW；

若電網(wǎng)頻率持續(xù)波動，當(dāng)智能電表監(jiān)測到的頻率變化量和風(fēng)機變頻器PLL計算的頻率變化量都超過死區(qū)時，參與快速調(diào)頻的風(fēng)電場的風(fēng)電機組按照預(yù)設(shè)的頻率變化量調(diào)頻進(jìn)行單機快速調(diào)頻響應(yīng)，P為頻率變化率下調(diào)功率，fd為快速頻率響應(yīng)動作門檻，P_N為額定功率，δ％為調(diào)差率，P₀為功率初值；

對參與快速調(diào)頻光伏電站光伏方陣進(jìn)行改造，通過對逆變控制器軟硬件修改，使其具備基于變化量調(diào)頻的單機一次調(diào)頻功能，實現(xiàn)第二輪級快速調(diào)頻，包括：

修改參與快速調(diào)頻的光伏方陣的逆變器控制，將風(fēng)機變頻器PLL計算得到的頻率變化量通過模擬量-數(shù)字量-模擬量的轉(zhuǎn)化直接送至機組主控，主控系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)機變頻器PLL計算得到的頻率變化量按照主控系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置的頻率變化量調(diào)頻實現(xiàn)第二輪級的調(diào)頻，P為頻率變化率下調(diào)功率，fd為快速頻率響應(yīng)動作門檻，P_N為額定功率，δ％為調(diào)差率，P₀為功率初值；

采用站級頻率控制系統(tǒng)調(diào)頻方案，使不參與快速調(diào)頻的新能源場站具備基于變化率調(diào)頻和變化量調(diào)頻的站級調(diào)頻功能，實現(xiàn)第三輪級的調(diào)頻，包括：

設(shè)置不參與快速調(diào)頻的新能源場站站級頻率控制系統(tǒng)電網(wǎng)頻率變化率調(diào)頻和變化量調(diào)頻死區(qū)與調(diào)頻參數(shù)，站級頻率控制系統(tǒng)根據(jù)采集到的升壓站變壓器側(cè)的電壓數(shù)據(jù)實時計算電網(wǎng)頻率變化率df/dt、電網(wǎng)頻率變化量Δf；

當(dāng)電網(wǎng)剛發(fā)生擾動，電網(wǎng)頻率變化率和變化量未超過死區(qū)時，站級頻率控制系統(tǒng)一次調(diào)頻功能不響應(yīng)；

當(dāng)頻率變化率df/dt超過死區(qū)且大于0、變化量未超過死區(qū)時，站級頻率控制系統(tǒng)根據(jù)計算得到的頻率變化率對應(yīng)的各臺光伏列陣的功率變化量，然后下達(dá)功率指令改變參與調(diào)頻的各臺新能源機組單機有功功率，實現(xiàn)全場有功功率的變化，式中，△P為有功功率變化量，T_j為發(fā)電機轉(zhuǎn)動慣量；f_N為系統(tǒng)額定頻率，Hz；P_N為額定功率，MW；

當(dāng)頻率變化率df/dt超過死區(qū)且大于0、頻率變化量超過死區(qū)時，站級頻率控制系統(tǒng)根據(jù)變化率調(diào)頻和變化量調(diào)頻共同調(diào)頻。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源參與異步送端電網(wǎng)調(diào)頻的方法，其特征在于，所述參與快速調(diào)頻的新能源場站的數(shù)量通過下式計算：

參與快速調(diào)頻的新能源場站數(shù)量＝小干擾下新能源快速調(diào)頻容量/新能源場站平均容量。