[發明專利]一種計及功率損耗的新能源場站頻率控制方法和裝置

在審

• 申請號: 202011061819.0
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112310979A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 樊熠;秦世耀;李少林;張金平;賀敬;張梅;唐建芳;朱瓊鋒;李春彥;苗風麟;張松濤;王順來;李建立
• 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
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/48
• 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

本發明提供一種計及功率損耗的新能源場站頻率控制方法和裝置，確定新能源場站的有功功率損耗值和新能源場站當前時刻實際應下發的有功功率指令值；確定新能源場站實際應下發的有功功率調節量；確定新能源場站并網點的頻率偏差，并對新能源場站進行頻率控制，提高了頻率控制的準確性和一致性；本發明考慮不同運行狀態下新能源場站中發電單元、集電線路、升壓變壓器和無功補償裝置等的有功功率損耗值，優化了調頻響應時間等技術指標；本發明提供的技術方案確定的新能源場站的有功功率損耗值更接近新能源場站的實際運行情況，可信度較高，且可在含多個自動發電控制系統的新能源場站中使用，具有良好的適應性。

技術領域

本發明涉及新能源技術領域，具體涉及一種計及功率損耗的新能源場站頻率控制方法和裝置。

背景技術

近年來，國內風電/光伏裝機容量持續快速增長，局部電網新能源穿透率不斷上升，電網中同步發電機發電量占比逐步下降。為保障電網和新能源電站安全穩定運行，國家標準GB/T 19963-2011《風電場接入電力系統技術規定》和GB/T 19964-2012《光伏發電站接入電力系統規定》要求風電/光伏應具備主動參與電網調頻的能力，國家標準GB/T 19963《風電場接入電力系統技術規定》(修訂版)征求意見稿中，提出風電場應具備頻率調節功能，并對涉及的慣量響應和一次調頻給出了具體的要求，例如要求慣量響應時間不大于1s、一次調頻響應時間不大于10s，調節偏差不大于±2％P_n等。

新能源場站中各發電單元(包括風電機組或光伏逆變器)到主變壓器之間的線纜有幾公里到十幾公里長，其中還含有0.69/35kV升壓變壓器，通常有功功率損耗在幾十千瓦至幾兆瓦不等。目前新能源場站頻率控制多集中于發電機轉子、變槳、變流器、外配儲能等調控對象在時間和空間上的組合控制及其調控能力釋放的研究，通過新能源發電單元控制、通訊方式、控制指令的分配等實現風電場一次調頻。但是諸如響應時間、積分電量比例和穩態控制偏差等調頻指標不符合相關技術要求，新能源場站頻率控制的準確性和一致性均較低。

發明內容

為了克服上述現有技術中新能源場站頻率控制的準確性和一致性均較低的不足，本發明提供一種計及功率損耗的新能源場站頻率控制方法，包括：

基于新能源場站的額定有功功率確定新能源場站的有功功率損耗值和新能源場站當前時刻實際應下發的有功功率指令值；

基于所述新能源場站的有功功率損耗值和新能源場站當前時刻實際應下發的有功功率指令值確定新能源場站實際應下發的有功功率調節量；

基于新能源場站實際應下發的有功功率調節量確定新能源場站并網點的頻率偏差，并基于所述新能源場站并網點的頻率偏差對新能源場站進行頻率控制。

基于新能源場站的額定有功功率和新能源場站中站用變壓器的有功功率確定新能源場站中站用變壓器在不同月份的有功功率損耗值；

基于新能源場站的額定有功功率和新能源場站中無功補償裝置并網點的實測有功功率確定新能源場站中無功補償裝置在不同無功功率區間的有功功率損耗值；

基于新能源場站中站用變壓器在不同月份的有功功率損耗值和新能源場站中無功補償裝置在不同無功功率區間的有功功率損耗值確定新能源場站運行在不同有功功率區間下的有功功率損耗值；

其中，新能源場站并網點有功功率損耗值包括新能源場站中站用變壓器在不同月份的有功功率損耗值、新能源場站中無功補償裝置在不同無功功率區間的有功功率損耗值以及新能源場站運行在不同有功功率區間下的有功功率損耗值。

新能源場站中無功補償裝置在不同無功功率區間的有功功率損耗值按下式確定：

式中，ΔP₂為新能源場站中無功補償裝置在不同無功功率區間的有功功率損耗值，P_wg為新能源場站中無功補償裝置并網點的實測有功功率。