[發(fā)明專利]水光互補(bǔ)系統(tǒng)離網(wǎng)條件下頻率振蕩控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011098304.8
• 申請(qǐng)日: 2020-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112152235B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳剛;丁理杰;王亮;韓曉言;魏巍;苗樹(shù)敏;范成圍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)四川省電力公司
• 主分類號(hào): H02J3/24
• 分類號(hào): H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

本發(fā)明公開(kāi)了水光互補(bǔ)系統(tǒng)離網(wǎng)條件下頻率振蕩控制方法及系統(tǒng)，本發(fā)明的方法包括：實(shí)時(shí)獲取系統(tǒng)光伏出力水平和調(diào)度調(diào)節(jié)指令，進(jìn)而確定光伏可調(diào)容量；根據(jù)光伏可調(diào)容量選擇不同頻率振蕩抑制方案。本發(fā)明根據(jù)光伏的出力狀況和可調(diào)容量，在實(shí)時(shí)控制層面實(shí)現(xiàn)水電和光伏的互補(bǔ)，在實(shí)現(xiàn)頻率振蕩阻尼抑制的前提下盡可能的提升系統(tǒng)頻率穩(wěn)定水平，提升系統(tǒng)調(diào)頻能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及水光互補(bǔ)系統(tǒng)離網(wǎng)條件下頻率振蕩控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水電本身是一種優(yōu)質(zhì)可調(diào)的可再生能源，具有可調(diào)節(jié)的水庫(kù)庫(kù)容、啟停靈活和發(fā)電出力調(diào)整快速的等多方面的優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)發(fā)電的重要紐帶，充分挖掘水電與風(fēng)電、光伏直接的互補(bǔ)特性，開(kāi)展與水電相關(guān)的互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)研究具有重要的理論和實(shí)踐意義。

水光互補(bǔ)系統(tǒng)通過(guò)水電與光伏互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電，利用水電良好的調(diào)節(jié)性能，對(duì)光伏波動(dòng)性進(jìn)行平抑，在并網(wǎng)條件下可提升水光互補(bǔ)聯(lián)合送出能力，實(shí)現(xiàn)可再生能源的最大化消納；在離網(wǎng)條件下可保證安全可靠供電，提升水光互補(bǔ)系統(tǒng)的存活能力。

受水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)水錘效應(yīng)的影響，在水電占比較高的電網(wǎng)中易發(fā)生超低頻頻率振蕩事故，引發(fā)調(diào)速系統(tǒng)周期性頻繁動(dòng)作，系統(tǒng)頻率、功率等均出現(xiàn)大幅度低頻率振蕩，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。水光互補(bǔ)系統(tǒng)在離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，恰好是典型的水電高占比電網(wǎng)，為防范頻率振蕩風(fēng)險(xiǎn)，工程上一般需要對(duì)調(diào)速器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，但是調(diào)速器參數(shù)優(yōu)化后往往使得一次調(diào)頻性能降低，與整個(gè)離網(wǎng)系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)需要矛盾。通過(guò)引入光伏附件阻尼控制，可提升超低頻振蕩阻尼，但是光伏本身具有間歇性，在晚上沒(méi)有出力時(shí)，不具備條件能力。因此，如何協(xié)調(diào)水電、光伏的互補(bǔ)特性，在確保頻率振蕩阻尼的同時(shí)，盡可能提升離網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)頻能力成為水光互補(bǔ)系統(tǒng)在離網(wǎng)條件下面臨的突出問(wèn)題。

然而，當(dāng)前水光互補(bǔ)系統(tǒng)的研究處于起步階段，尚無(wú)類似技術(shù)手段可以參考。

發(fā)明內(nèi)容

為了填補(bǔ)水光互補(bǔ)系統(tǒng)的穩(wěn)定控制技術(shù)的空白，本發(fā)明提供了一種水光互補(bǔ)系統(tǒng)離網(wǎng)條件下頻率振蕩控制方法，為水光互補(bǔ)系統(tǒng)在離網(wǎng)條件下保障頻率安全提供了技術(shù)手段。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

水光互補(bǔ)系統(tǒng)離網(wǎng)條件下頻率振蕩控制方法，該方法包括：

實(shí)時(shí)獲取系統(tǒng)光伏出力水平和調(diào)度調(diào)節(jié)指令，進(jìn)而確定光伏可調(diào)容量；

根據(jù)光伏可調(diào)容量選擇不同頻率振蕩抑制方案。

優(yōu)選的，本發(fā)明的根據(jù)光伏可調(diào)容量選擇不同頻率振蕩抑制方案的步驟具體包括：

當(dāng)P0＝P1時(shí)，通過(guò)光伏附加阻尼控制器提供正阻尼來(lái)抑制振蕩；

當(dāng)P2＝P0P1時(shí)，通過(guò)光伏附加阻尼控制器提供正阻尼和調(diào)速器參數(shù)優(yōu)化配合來(lái)抑制振蕩；

當(dāng)P0P2時(shí)，通過(guò)調(diào)速器參數(shù)優(yōu)化和系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化配合來(lái)抑制振蕩；

其中，P0為光伏可調(diào)容量，P1為第一最小可調(diào)容量，P2為第二最小可調(diào)容量。

優(yōu)選的，本發(fā)明的光伏附加阻尼控制器的模型為：

式中，ΔP為光伏附加阻尼控制器輸出的有功功率增量；為低通濾波環(huán)節(jié)，s為微分算子，γ為衰減率，ω為截止頻率；K為光伏阻尼控制器增益；Δf為光伏阻尼控制器輸入的頻率偏差信號(hào)。

優(yōu)選的，本發(fā)明的當(dāng)P0＝P1時(shí)，通過(guò)光伏附加阻尼控制器提供正阻尼來(lái)抑制振蕩的步驟具體為：

根據(jù)光伏可調(diào)容量P0，以第一最小可調(diào)容量P1為邊界，確定所述光伏附加阻尼控制器的第一上限幅Pmax1和第一下限幅Pmin1。