[發明專利]基于實時通訊網絡的新能源快速調頻系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202110831674.6
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113595103A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 章超;李珂;古含;施春華;趙偉然;徐強;張嶸;呂百荷;王存;張少華
• 申請（專利權）人: 中能智新科技產業發展有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J13/00
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 魏巍

本發明公開了一種基于實時通訊網絡的新能源快速調頻系統及其控制方法，其中系統包括：AGC通訊接口模塊通過實時通訊網絡與AGC系統連接；頻率檢測模塊獲取并網點實際頻率值，并進行加窗和FFT計算，得到快速調節功率值；功率檢測模塊獲取新能源場站并網點的實際功率值，并將其發送至功率設定模塊；功率設定模塊通過AGC通訊接口模塊獲取AGC系統的功率控制指令，將功率控制指令中的功率指令值和快速調節功率值進行疊加，并依據實際功率值得到功率設定值，進而通過分布式光伏通訊接口模塊將功率設定值發送至受控單元依據并網點頻率功率信息，結合AGC功率控制指令，得出受控單元的功率設定值，實現了對新能源場站的快速調頻。

技術領域

本發明涉及新能源發電控制技術領域，特別涉及一種基于實時通訊網絡的新能源快速調頻系統及其控制方法。

背景技術

一次調頻系統中頻率測量是新能源發電控制技術中最為關鍵的模塊之一。頻率是電力系統運行的一個重要指標，也是信號分析與處理中一個最基本的物理量。電網動態頻率的定義為標準正弦交流電的頻率，也就是信號每秒變化周期數。近期頻率的動態測量越來越成為一個重要課題。頻率反映系統發電和負荷之間的動態平衡關系，它的變化是一個動態的過程。電網在實際運行中，頻率時刻都在發生著大大小小的波動。頻率波動不僅表征系統的動態行為而且包含豐富的時間信息，其變化具有均一性和獨特性。

頻率波動會產生很大的影響，系統頻率過高可能使汽輪機超速保護動作，過低則可能使火電廠或核電廠輔機功率嚴重降低而小能維持運行，低頻運行還可能損害大機組的壽命。頻率波動引起發電機輸出功率、負荷消耗功率和電網電壓的變化，而電壓變化又進一步影響發電功率和負荷功率兩者的改變。

現有一次調頻技術一般才有電網中常用的基于TCP傳輸協議的中非實時通訊網絡對光伏或風機等設備進行功率調節控制。在實際運行過程中一次調整過程從控制指令到功率裝置接收控制調節量以及反饋狀態量的通訊延時近200ms。為了達到控制效果，實際一次調頻過程需要根據總功率和頻率的變化進行多次的調節，除掉裝置動作的延時，非實時通訊時間占據的時間最大。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種基于實時通訊網絡的新能源快速調頻系統及其控制方法，通過獲取的新能源場站并網點的電壓信號和電流信號，計算并網點的頻率信息和功率信息，結合AGC系統的功率控制指令，得出新能源場站受控單元的功率設定值，實現了對新能源場站的快速調頻，滿足了電網一次調頻的需求，增加了電網的可靠性。

為解決上述技術問題，本發明實施例的第一方面提供了一種基于實時通訊網絡的新能源快速調頻控制系統，包括：AGC通訊接口模塊、分布式光伏通訊接口模塊、功率設定模塊、頻率檢測模塊和功率檢測模塊；

整個實時通訊網絡包括了頻率測量模塊到功率設定模塊；功率設定模塊輸出到分布式光伏通訊接口模塊。整個電網頻率感知計算到功率設定值輸出過程嚴格控制在1ms內。同時分布式光伏通訊接口模塊與光伏逆變器采用1對1的串行通訊，棄用了傳統1對多的輪詢通訊模式。最終整個控制環節通訊速度比傳統方式提高了至少10倍。

所述AGC通訊接口模塊通過實時通訊網絡與AGC系統連接；

所述頻率檢測模塊獲取新能源場站并網點的實際頻率值，并對其進行加窗處理和FFT計算，得到快速調節功率值；

所述功率檢測模塊獲取所述新能源場站并網點的實際功率值，并將其發送至所述功率設定模塊；

所述功率設定模塊通過所述AGC通訊接口模塊獲取所述AGC系統的功率控制指令，將所述功率控制指令中的功率指令值和所述快速調節功率值進行疊加，并依據所述實際功率值得到功率設定值，進而通過所述分布式光伏通訊接口模塊將所述功率設定值發送至所述新能源場站受控單元。

進一步地，所述AGC通訊接口模塊通過IEC60870-5-104協議或Modbus TCP/RTU協議與所述AGC系統進行數據交互。