[發明專利]一種新能源參與異步送端電網調頻的方法

有效

• 申請號: 202010355657.5
• 申請日: 2020-04-29
• 公開（公告）號: CN111555310B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 何廷一;吳水軍;李勝男;郭成
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/48
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請中的新能源參與異步送端電網調頻的方法，通過大電網仿真計算，確定區域電網內需要參與快速調頻新能源場站容量，以及參與和不參與快速調頻的新能源電站，設置新能源場站場站調頻控制系統的參數，使得光伏、風電逐步參與電網調頻。第一輪級調頻：參與快速調頻的風電場風電機組單機在小干擾頻率波動范圍內參與電網快速調頻；第二輪級調頻：參與快速調頻的光伏電站的光伏方陣單機在小干擾頻率波動范圍內參與電網快速調頻；第三輪級調頻：不參與快速調頻的新能源場站持續參與電網調頻。該方法解決了異步送端電網面臨小干擾下系統頻率波動頻繁、大干擾下調頻資源短缺、風機參與快速調頻會導致機械壽命減少的問題。

技術領域

本申請涉及電力系統頻率調整技術領域，尤其涉及一種新能源參與異步送端電網調頻的方法。

背景技術

當異步送端電網即區域電網與主網實現異步聯網后，區域電網容量會變小，抗擾動能力會變弱，頻率穩定問題會取代暫態穩定問題成為威脅區域電網安全穩定運行的主要問題。以此同時，由于區域電網新能源迅猛發展，新能源發電比重不斷增大，部分時段某些地區的新能源發電比重會達到設置超過50％，大規模高比重發電的新能源并網發電以及不參與電網調頻，加劇了區域電網頻率穩定問題，因此，隨著電網的發展，異步聯網方式必將成為未來電網的主要形式，高滲透率新能源接入后快速、持續調頻資源的問題成為亟待解決的問題。

目前新能源場站一次調頻控制方法主要依靠場站控制系統；即場站控制柜，被配置為當新能源場站的并網點的頻率值滿足預設的一次調頻觸發條件時，根據新能源機組的運行狀態確定單機有功功率變化量指令，由場站控制柜下發單機有功功率調整指令，新能源機組接收到指令后輸出相應的有功功率。現有的技術基本是依靠有場站控制系統來實現，該方案需要在新能源升壓站二次設備間內增加場站控制柜，同時需要修改變頻器的軟件，改造站級調頻控制器到新能源機組的通訊。當電網頻率變化時，場站控制柜，被配置為確定所述并網點的頻率值滿足所述一次調頻觸發條件時，根據并網點的頻率值計算所述并網點的總有功功率增量值，以及根據分級的運行狀態生成單機一次調頻命令；所述單機調頻模塊，與對應的新能源機組變流器連接，所述單機調頻模塊被配置為根據所述單機一次調頻指令調整所述對應的新能源機組輸出的有功功率。

然而，現有方法需要在場站控制系統檢測到頻率變化量超過死區時，根據新能源的運行狀態確定單機有功功率變化量指令，下發單機有功功率調整指令，新能源機組變流器接收到指令后輸出相應的有功功率，站控系統與機組之間通訊時間較長，特別是針對風電場主要為分散式接入的高原山區風電場地區，由于高原山區地形的原因，風電場升壓站與風機、風機與風機之間電氣距離長，依靠現有方法通訊延時長，風機頻率響應慢，難于異步送端電網滿足快速調頻的需要。

發明內容

本申請提供了一種新能源參與異步送端電網調頻的方法，以解決現有新能源場站一次調頻控制方法主要依靠場站控制系統，通訊延時長，風機頻率響應慢，難于異步送端電網滿足快速調頻需要，且區域電網面臨小干擾下系統頻率波動頻繁、大干擾下調頻資源短缺、風機參與快速調頻會導致機械壽命減少的問題。

本申請解決上述技術問題所采取的技術方案如下：

一種新能源參與異步送端電網調頻的方法，所述方法包括以下步驟：

搭建含新能源一次調頻的異步送端電網機電暫態模型，仿真計算小干擾下異步送端電網快速頻率調節需要的新能源快速調頻容量和參與快速調頻的新能源場站的數量；

根據不同新能源場站一定時間期限內的發電量數據和故障率數據將電站進行歸類，結合電網需要提供的新能源快速調頻容量、調頻經濟性、冗余配置可靠性，選擇高發電量、低故障率的新能源場站參與快速調頻；

對參與快速調頻風電場風電機組進行改造，通過在機組并網點加裝智能電表和對風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PLL的頻率數據實現頻率變化率和頻率變化量調頻相互配合的單機一次調頻功能，實現第一輪級快速調頻；