[發(fā)明專(zhuān)利]新能源發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其故障控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110252792.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112910003A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李丹;孫志鵬;馬軍軍;董凌;王蔚青;金金;陳佳鑫;苗軻
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青海綠能數(shù)據(jù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/38;H02J3/24;H02J3/00;H02J13/00
• 代理公司: 西寧工道知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 63102
• 代理人: 陳文福

本發(fā)明涉及一種新能源發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括第一層的監(jiān)控主站、與監(jiān)控主站通過(guò)區(qū)域電網(wǎng)主干線路連接的第二層區(qū)域電網(wǎng)、與區(qū)域電網(wǎng)通過(guò)電站主干線路連接的第三層電站、與電站通過(guò)機(jī)組主干線路連接的第四層機(jī)組和用于各層之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)線；并且包括了該新能源發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的故障控制方法。本發(fā)明通過(guò)新能源機(jī)組分層監(jiān)測(cè)和控制相結(jié)合，即可達(dá)到全網(wǎng)所有機(jī)組的統(tǒng)一協(xié)調(diào)監(jiān)測(cè)控制，精準(zhǔn)柔性停機(jī)，也可以對(duì)事后反推分析振蕩的原因提供仿真數(shù)據(jù)，解決了由于新能源場(chǎng)站引起的系統(tǒng)振蕩問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新能源發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并且涉及其故障控制方法。

背景技術(shù)

新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)在電網(wǎng)中占比不斷升高，現(xiàn)階段電網(wǎng)管理通常將其列為受控電流源型發(fā)電設(shè)備，根據(jù)電網(wǎng)的需求進(jìn)行有功和無(wú)功的輸出。雖然新能源單機(jī)尤其是風(fēng)機(jī)的單機(jī)容量逐年的增大，電站裝機(jī)容量也屢創(chuàng)新高，但是相較于傳統(tǒng)能源，還是具有容量小，點(diǎn)分散以及不易控制等特點(diǎn)。近幾年由于電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，對(duì)于新能源發(fā)電系統(tǒng)也有了新的需求，具體為低電壓穿越、過(guò)電壓穿越以及頻率穿越等暫態(tài)要求以及一次調(diào)頻等穩(wěn)態(tài)要求等。雖然新能源并網(wǎng)性能不斷提升，但是其本身的受控電流源型發(fā)電以及電力電子器件并網(wǎng)等特性并未改變。

目前新能源單機(jī)詳細(xì)的數(shù)學(xué)模型，尤其是鎖相部分并未能夠在電力系統(tǒng)仿真中能夠起到指導(dǎo)性的作用，這就導(dǎo)致當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生小的擾動(dòng)故障時(shí)，新能源單機(jī)在進(jìn)行應(yīng)激性反應(yīng)對(duì)于系統(tǒng)的擾動(dòng)形成負(fù)反饋，有時(shí)會(huì)加劇擾動(dòng)的幅值以及時(shí)長(zhǎng)，從而可能造成電網(wǎng)系統(tǒng)與新能源電站之間或者聯(lián)絡(luò)線的同步或者超同步振蕩的發(fā)生。

進(jìn)而，針對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)在出現(xiàn)次同步或者超同步振蕩時(shí)，會(huì)危及到同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，一般保護(hù)同步發(fā)電機(jī)的方式為關(guān)停同步機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)振蕩消失后再重新啟動(dòng)；針對(duì)采取在聯(lián)絡(luò)線增加串聯(lián)電容，減小系統(tǒng)阻抗，而降低振蕩的發(fā)生概率；針對(duì)新能源電站采取的逐步關(guān)停，而減少由于新能源電站引起的振蕩；針對(duì)在大的發(fā)散式振蕩，只能解列系統(tǒng)，減少振蕩帶來(lái)的危害；針對(duì)現(xiàn)有的電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的范圍僅僅是新能源電站的并網(wǎng)點(diǎn)，對(duì)于電廠內(nèi)部的新能源機(jī)組并不全面，導(dǎo)致當(dāng)振蕩發(fā)生時(shí)只能粗放的切廠、切聯(lián)絡(luò)線直至振蕩的消失，有時(shí)候的這種操作會(huì)造成新能源機(jī)組形成孤島造成元器件的損壞等現(xiàn)象。

因此，對(duì)于新能源機(jī)組的阻抗特性以及并網(wǎng)特性的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)就會(huì)變得極為重要，也是焦點(diǎn)和難點(diǎn)。而如何有效的對(duì)新能源占比較高的地區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)的監(jiān)視，保證系統(tǒng)擾動(dòng)時(shí)候減少振蕩的發(fā)生成為了一項(xiàng)重要的研究課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一方面提供了一種新能源發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)，包括第一層的監(jiān)控主站、與監(jiān)控主站通過(guò)區(qū)域電網(wǎng)主干線路連接的第二層區(qū)域電網(wǎng)、與區(qū)域電網(wǎng)通過(guò)電站主干線路連接的第三層電站、與電站通過(guò)機(jī)組主干線路連接的第四層機(jī)組和用于各層之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)線；所述機(jī)組為一組機(jī)組1以上的n組機(jī)組n構(gòu)成，且與上一級(jí)電站并聯(lián)連接而組成的電站1；所述電站為一個(gè)電站1以上的n個(gè)電站n構(gòu)成，且與上一級(jí)區(qū)域電網(wǎng)并聯(lián)連接而組成的區(qū)域電網(wǎng)1；所述區(qū)域電網(wǎng)為一個(gè)區(qū)域電網(wǎng)1以上的n個(gè)區(qū)域電網(wǎng)n構(gòu)成，且與上一級(jí)監(jiān)控主站所連接；并且所述監(jiān)控主站通過(guò)聯(lián)絡(luò)線獲得下一層位置內(nèi)的區(qū)域電網(wǎng)、電站和機(jī)組任意一層所在位置電氣的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，所述區(qū)域電網(wǎng)通過(guò)聯(lián)絡(luò)線獲得下一層位置內(nèi)的電站和機(jī)組任意一層所在位置電氣的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)新能源發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析目的，同時(shí)對(duì)于其中發(fā)生振源點(diǎn)的故障電氣發(fā)出干預(yù)控制指令，從而對(duì)其進(jìn)行緊急停機(jī)，避免了對(duì)整個(gè)新能源發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)系統(tǒng)而產(chǎn)生的沖擊和故障影響。

進(jìn)一步的，所述監(jiān)控主站包括電網(wǎng)電氣監(jiān)控信息模塊、電網(wǎng)電氣信息統(tǒng)計(jì)模塊、電網(wǎng)控制模塊和電網(wǎng)設(shè)置模塊；所述電網(wǎng)監(jiān)控電氣信息模塊用于監(jiān)控各區(qū)域電網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電氣信息，所述電網(wǎng)統(tǒng)計(jì)電氣信息模塊用于統(tǒng)計(jì)各區(qū)域電網(wǎng)的所有級(jí)別的電氣信息，所述電網(wǎng)控制模塊用于向區(qū)域電網(wǎng)和/或電站發(fā)出干預(yù)控制指令，從而對(duì)故障機(jī)組進(jìn)行緊急停機(jī)；所述電網(wǎng)設(shè)置模塊用于配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和控制指令的編程。