[發(fā)明專(zhuān)利]柔性負(fù)荷快速調(diào)頻方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211441729.3
• 申請(qǐng)日: 2022-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115833169A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁紀(jì)峰;臧謙;李鐵成;羅蓬;賈清泉;周文;戎士洋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)河北能源技術(shù)服務(wù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/24
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/24;H02J3/46
• 代理公司: 北京華專(zhuān)卓海知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11664
• 代理人: 王一

本公開(kāi)的實(shí)施例提供了一種柔性負(fù)荷快速調(diào)頻方法及裝置，涉及負(fù)荷調(diào)頻技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括：獲取頻率信號(hào)；根據(jù)頻率信號(hào)，使DC/AC變換器和DC/DC變換器通過(guò)內(nèi)部頻率?功率控制策略生成負(fù)荷功率指令信號(hào)；根據(jù)負(fù)荷功率指令信號(hào)，通過(guò)負(fù)荷靈敏度在線(xiàn)辨識(shí)方法以及負(fù)荷控制策略形成負(fù)荷端口的電壓指令信號(hào)和/或頻率指令信號(hào)；根據(jù)負(fù)荷端口的電壓指令信號(hào)和/或頻率指令信號(hào)，通過(guò)電壓電流雙閉環(huán)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷功率的調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)公共直流母線(xiàn)的電壓；根據(jù)公共直流母線(xiàn)電壓的變化，使AC/DC變換器通過(guò)母線(xiàn)電壓調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率變化，直到頻率被控制在安全范圍內(nèi)。以此方式，可以提高調(diào)頻速度，實(shí)現(xiàn)秒級(jí)調(diào)頻響應(yīng)速度，避免因慣量不足引發(fā)的交流電網(wǎng)頻率安全問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及負(fù)荷調(diào)頻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種柔性負(fù)荷快速調(diào)頻方法及裝置。

背景技術(shù)

目前，隨著新能源發(fā)電持續(xù)快速發(fā)展，傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)電源在電力系統(tǒng)中的占比將逐步降低，大量無(wú)慣量和低慣量的新能源發(fā)電設(shè)備參與到電力系統(tǒng)中，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量持續(xù)下降，降低了電力系統(tǒng)抗擾動(dòng)能力，可能會(huì)威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行，亟需從源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)多角度挖掘新的資源平抑電網(wǎng)擾動(dòng)和頻率波動(dòng)。

近年來(lái)，同步調(diào)相機(jī)也用來(lái)增加系統(tǒng)慣量，對(duì)增強(qiáng)電力系統(tǒng)頻率支撐具有一定效果。對(duì)于新能源比例較高的小型同步電網(wǎng)通過(guò)采用調(diào)相機(jī)增大系統(tǒng)慣量效果比較明顯。但是對(duì)于大型電網(wǎng)頻率響應(yīng)效果不太明顯，且運(yùn)行維護(hù)相對(duì)復(fù)雜。在新能源發(fā)電方面，國(guó)內(nèi)外提出了基于逆變器并網(wǎng)的虛擬慣量方法，即虛擬同步發(fā)電機(jī)(VSG)技術(shù)。VSG技術(shù)已從實(shí)驗(yàn)室走向小范圍工業(yè)示范應(yīng)用，VSG技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電發(fā)電，使其機(jī)組具有同步發(fā)電機(jī)特性，從而提高系統(tǒng)的頻率特性。VSG技術(shù)與光伏發(fā)電結(jié)合可有效提升光伏發(fā)電系統(tǒng)的慣量水平，從而提高系統(tǒng)的頻率特性。

然而，目前現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有考慮到負(fù)荷側(cè)。挖掘用戶(hù)資源參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)是一種經(jīng)濟(jì)可行的手段。負(fù)荷參與“源荷互動(dòng)”是能源互聯(lián)網(wǎng)新型運(yùn)行模式，將大幅提升新能源電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定。電力負(fù)荷需求管理和柔性控制是當(dāng)前學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究的熱點(diǎn)，目前現(xiàn)有技術(shù)主要關(guān)注負(fù)荷參與削峰填谷和新能源消納等長(zhǎng)時(shí)間尺度調(diào)控問(wèn)題，負(fù)荷調(diào)頻方面主要用于中時(shí)間尺度二次調(diào)頻問(wèn)題，可控性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)提供了一種柔性負(fù)荷快速調(diào)頻方法及裝置。

根據(jù)本公開(kāi)的第一方面，提供了一種柔性負(fù)荷快速調(diào)頻方法，包括：

獲取頻率信號(hào)；

根據(jù)頻率信號(hào)，使DC/AC變換器和DC/DC變換器通過(guò)內(nèi)部頻率-功率控制策略生成負(fù)荷功率指令信號(hào)；

根據(jù)負(fù)荷功率指令信號(hào)，通過(guò)負(fù)荷靈敏度在線(xiàn)辨識(shí)方法以及負(fù)荷控制策略形成負(fù)荷端口的電壓指令信號(hào)和/或頻率指令信號(hào)；

根據(jù)負(fù)荷端口的電壓指令信號(hào)和/或頻率指令信號(hào)，通過(guò)電壓電流雙閉環(huán)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷功率的調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)公共直流母線(xiàn)的電壓；

根據(jù)公共直流母線(xiàn)電壓的變化，使AC/DC變換器通過(guò)母線(xiàn)電壓調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率變化，直到頻率被控制在安全范圍內(nèi)。

在第一方面的一些實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)頻率信號(hào)，使DC/AC變換器和DC/DC變換器通過(guò)內(nèi)部頻率-功率控制策略生成負(fù)荷功率指令信號(hào)包括：

根據(jù)頻率信號(hào)計(jì)算對(duì)應(yīng)的角頻率；

將計(jì)算得到的角頻率與系統(tǒng)額定頻率對(duì)應(yīng)的角頻率做差形成角頻率差值；

將角頻率差值與頻率調(diào)節(jié)系數(shù)相乘得到對(duì)應(yīng)的功率變化量；

根據(jù)功率變化量生成負(fù)荷功率指令信號(hào)。

在第一方面的一些實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)功率變化量生成負(fù)荷功率指令信號(hào)包括：

將功率變化量與交流側(cè)負(fù)載的額定有功功率之和減交流側(cè)負(fù)載有功功率采樣值，得到負(fù)荷功率指令信號(hào)。