[發明專利]一種發電站參與一次調頻的備用容量優化方法及裝置

在審

• 申請號: 202110376852.0
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN115207983A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 陳寧;張紅穎;趙大偉;唐冰婕;趙亮;張磊;周桂平;葛維春
• 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: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/24;H02J3/38
• 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

本發明涉及一種發電站參與一次調頻的備用容量優化方法及裝置，包括：獲取電網發生頻率擾動時的暫態頻率偏移量和頻率恢復時間，根據所述電網發生頻率擾動時的暫態頻率偏移量和頻率恢復時間優化參與電網一次調頻的新能源電站或火電廠的備用容量。本發明提供的技術方案，利用新能源的快速頻率響應特性快速補償電網功率缺額，能夠減小電網最大頻率偏移和頻率恢復時間，同時通過優化參與電網一次調頻的新能源電站或火電廠的備用容量，提升高占比新能源電網的頻率支撐能力。

技術領域

本發明涉及新能源發電運行控制領域，具體涉及一種發電站參與一次調頻的備用容量優化方法及裝置。

背景技術

近年，新能源參與電網一次調頻技術的研究越來越受到關注，實現風力發電參與電網調頻的技術主要有虛擬同步發電、虛擬慣量控制、下垂控制等，實現光伏發電參與電網調頻的技術主要有虛擬同步發電技術，上述研究有助于解決新能源發電設備對電網頻率擾動的響應和控制問題。然而，一次調頻是電網中所有調頻電源根據頻率偏差持續提供有功功率支援的過程，調頻電源的有功功率調整按調差系數自然分配，電網一次調頻能力由所有調頻電源共同決定，結合電網實際情況，按照“調頻權責明晰、各類型機組協同配合”的思路，優化了不同類型電源的調頻死區及調差系數，實現風力發電、光伏發電、常規火電的快速調頻行為協同配合。由于考慮常規火電一次調頻能力目前可以滿足電力頻率快速控制的需求，故未考慮預留新能源有功備用應對電網低頻擾動。

隨著新能源發電裝機占比和實際電量占比的提升，將進一步擠占常規火電空間，新能源需要預留一定有功備用應對電網低頻擾動將成為重要的技術手段。預留有功備用過多會影響新能源消納，預留有功備用不足會導致電網一次調頻能力不足，兩者需要兼顧。在此條件下如何對新能源預留有功備用在以往的研究中尚未有系統性研究。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種發電站參與一次調頻的備用容量優化方法及裝置，通過優化參與電網一次調頻的新能源電站或火電廠的備用容量，提升高占比新能源電網的頻率支撐能力。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發明提供了一種發電站參與一次調頻的備用容量優化方法，其改進之處在于，所述方法包括：

獲取電網發生頻率擾動時的暫態頻率偏移量和頻率恢復時間；

根據所述電網發生頻率擾動時的暫態頻率偏移量和頻率恢復時間優化參與電網一次調頻的新能源電站或火電廠的備用容量。

優選的，所述獲取電網發生頻率擾動時的暫態頻率偏移量和頻率恢復時間，包括：

調節電網對應的機電暫態時域仿真系統，使其發生頻率擾動；

獲取所述電網對應的機電暫態時域仿真系統的暫態頻率偏移量和頻率恢復時間。

優選的，所述根據所述電網對應的機電暫態時域仿真系統的暫態頻率偏移量和頻率恢復時間優化參與電網一次調頻的新能源電站或火電廠的備用容量，包括：

若所述暫態頻率偏移量小于等于電網暫態頻率偏移量閾值且所述頻率恢復時間小于等于電網頻率恢復時間閾值，則求解預先建立的發電站參與電網一次調頻的備用容量優化模型，獲取電網中參與電網一次調頻的新能源電站最優備用容量和參與電網一次調頻的火電廠最優備用容量；

否則，調節電網對應的機電暫態時域仿真系統中參與電網一次調頻的新能源電站備用容量和參與電網一次調頻的火電廠備用容量，直至所述暫態頻率偏移量小于等于電網暫態頻率偏移量閾值且所述頻率恢復時間小于等于電網頻率恢復時間閾值，并將調節后的電網對應的機電暫態時域仿真系統中參與電網一次調頻的新能源電站備用容量和參與電網一次調頻的火電廠備用容量作為電網中參與電網一次調頻的新能源電站最優備用容量和參與電網一次調頻的火電廠最優備用容量。