一种计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次调频方法技术

本发明专利技术公开了一种计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次调频方法，属于可再生能源发电并网技术领域。本发明专利技术通过跟踪系统频率、风电场出力、远方调度计划等一系列参数，判断风电场是否需要参与电网一次调频，并实时修正风电场发电计划，从而在保证各风电场发电计划公平、公正、公开的前提下，实现风电场参与电网一次调频功能。本发明专利技术有效提高了高渗透率风机并网电力系统的频率稳定性，保证电网安全稳定运行。

A primary frequency regulation method for wind farm considering remote scheduling and local frequency response

The invention discloses a primary frequency regulation method for a wind farm, which takes into account the remote dispatching plan and the local frequency response, and belongs to the technical field of the renewable energy power generation grid connection. The frequency tracking system, wind farm output, remote control program and a series of parameters to determine whether to participate in wind farm PFR, and real time correction of wind power project, so as to ensure the wind power project fair and open on the premise of realization of wind farm in the PFR function. The invention effectively improves the frequency stability of the high permeability fan grid connected power system, and ensures the safe and stable operation of the power grid.

【技术实现步骤摘要】
一种计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次调频方法
本专利技术属于可再生能源发电并网
，更准确地说，本专利技术涉及一种计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次调频方法。
技术介绍
随着越来越多大容量风电场直接并入电网，风电渗透率不断提高。大规模风机替代常规机组并入电网会显著降低系统的等效惯量，风电的随机性、波动性特点使电力供需平衡矛盾加剧，系统对频率的控制能力逐渐受到限制。“电网友好型”风力发电技术要求风机发电效率高，能够抵御一定的故障，还要积极参与电网功频调节，提高系统的稳定性。随着风电容量增加，主动参与系统频率调节是“电网友好型”风力发电技术对风电场的必然要求。目前，风电场有功发电计划一般都通过调度中心人工或者利用有功控制系统按周期下发，风电场风机集控系统接收有功发电计划以完成对风电场发电的闭环控制。此种接收并跟随调度中心有功发电计划的调节方式通常考虑电网的暂态或输电断面热稳约束，不具备基于就地频率响应参与电网一次调频的功能。亟需研究计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次调频方法，以应对电网面临的安全稳定问题。
技术实现思路
本专利技术目的是：针对电网目前对风电场参与一次调频的需求，提出一种计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次调频方法，通过跟踪系统频率、风电场出力、远方调度计划等一系列参数，实时修正风电场发电计划，从而在保证各风电场发电计划公平、公正、公开的前提下，有效实现风电场参与电网一次调频功能。具体地说，本专利技术具体采用以下技术方案，具体包括以下步骤：1)滚动更新风电场实时频率、风电场有功出力；2)判断风电场是否可以参与电网一次调频；3)判断风电场实时频率是否处于一次调频动作区间，并计算一次调频出力变化需求△P、计及一次调频需求的修正发电计划Pplan′；4)判断风电场是否已经处于一次调频过程中以及是否需要释放一次调频功能，并计算风电场发电计划；5)将滚动计算更新的风电场发电计划Pplan_J、一次调频出力变化需求△P发至风机集控系统，由风机集控系统协调控制各风机出力。上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤1)中，实时监测风电场母线频率，判断频率采样状态；当频率采样正常时实时更新频率；当频率采样持续异常，闭锁一次调频功能，风电场发电计划跟随远方调度计划。上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤2)中，满足以下全部条件时认定，风电场可以参与电网一次调频：①调度中心要求风电场参与电网一次调频；②风电场控制装置开放一次调频功能；③风机集控系统判断风电场当前具备一次调频能力；④风电场实时频率正常有效。上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤2)中，若风电场不可以参与电网一次调频，一次调频出力变化需求△P＝0，风电场发电计划跟随远方调度计划。上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤3)中包括以下步骤：3-1)判断风电场实时频率是否处于一次调频动作区间，并计算一次调频出力变化需求△P；3-2)计算计及一次调频需求的修正发电计划Pplan′＝P出力+△P。上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤3-1)中，计算一次调频出力变化需求△P的方法为：当风电场实时频率F满足F>Fmax1或F<Fmin1，且持续确认时间达到Tfr时，认定风电场达到触发一次调频功能的条件，并有：若F>Fmax1，△P＝(Fmax1-F)*△N；若F<Fmin1，△P＝(Fmin1-F)*△N；当风电场实时频率F满足Fmin1≤F≤Fmax1时，△P＝0；其中，Fmax1为触发一次调频上限值，Fmin1为触发一次调频下限值，△N为频率对应出力调节量，Tfr为触发一次调频确认时间。上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤4)中包括以下步骤：判断风电场是否已经处于一次调频过程中，若风电场未处于一次调频过程中，计算并更新风电场发电计划；若风电场已经处于一次调频过程中，判断风电场是否满足释放一次调频功能条件，计算并更新风电场发电计划。上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤4)中，判断风电场是否已经处于一次调频过程中的方法为：若风电场曾经触发一次调频功能且未释放一次调频功能，则风电场已经处于一次调频过程中，否则，风电场未处于一次调频过程中。上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤4)中，若风电场未处于一次调频过程中，计算并更新风电场发电计划方法如下：若△P＝0，Pplan_J＝Pplan；若△P>0，且Pplan≥Pplan′，则Pplan_J＝Pplan；若△P>0，且Pplan<Pplan′，则Pplan_J＝Pplan′；若△P<0，且Pplan>Pplan′，则Pplan_J＝Pplan′；若△P<0，且Pplan≤Pplan′，则Pplan_J＝Pplan；其中，Pplan_J为风电场发电计划，Pplan为远方调度计划，Pplan′为计及风电场一次调频需求的修正发电计划，△P为一次调频出力变化需求。上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤4)中，判断风电场是否满足释放一次调频功能条件的方法为：当风电场实时频率F满足Fmin2≤F≤Fmax2，且持续确认时间达到Tfr2时，认定风电场满足释放一次调频功能条件；其中，Fmax2为释放一次调频上限值，Fmin2为释放一次调频下限值，Tfr2为释放一次调频确认时间。所述Fmin2应满足条件Fmin1≤Fmin2<50Hz，所述Fmax2应满足条件Fmax2≥Fmax1>50Hz。上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤4)中，若风电场满足释放一次调频功能条件，风电场发电计划跟随远方调度计划。上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤4)中，若风电场未满足释放一次调频功能条件，计算并更新风电场发电计划步骤如下：若△P＝0，Pplan_J不进行更新；若△P≠0，计算待校核风电场发电计划Pplan_J′并更新Pplan_J；Pplan_J′计算方法如下：若△P>0，且Pplan≥Pplan′，则Pplan_J′＝Pplan；若△P>0，且Pplan<Pplan′，则Pplan_J′＝Pplan′；若△P<0，且Pplan>Pplan′，则Pplan_J′＝Pplan′；若△P<0，且Pplan≤Pplan′，则Pplan_J′＝Pplan；Pplan_J更新方法如下：计算Pplan_J′与当前Pplan_J的差值△Pplan_J＝|Pplan_J′-Pplan_J|；若△Pplan_J≥Pmin，则Pplan_J＝Pplan_J′；若△Pplan_J<Pmin，则Pplan_J不进行更新；其中，Pmin为一次调频过程中发电计划更新最小差值。本专利技术的有益效果如下：本专利技术根据电网对于风电场主动参与系统一次调频的需求，并结合风电场执行远方调度计划的实际情况，提出并实现了计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次调频方法。当风电场频率进入一次调频动作区间时，风电场可以主动根据风电场出力、频率状态，快速滚动修正风电场发电计划，增加了电网的等效惯量，提高了系统的稳定性。当风电场频率进入一次调频释放区间时，风电场能够快速将风电场发电计划切换至远方调度计划，保证了调度中心对于各风电场发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次调频方法，其特征在于，包括下列步骤：1)滚动更新风电场实时频率、风电场有功出力；2)判断风电场是否可以参与电网一次调频；3)判断风电场实时频率是否处于一次调频动作区间，并计算一次调频出力变化需求△P、计及一次调频需求的修正发电计划Pplan′；4)判断风电场是否已经处于一次调频过程中以及是否需要释放一次调频功能，并计算风电场发电计划；5)将滚动计算更新的风电场发电计划Pplan_J、一次调频出力变化需求△P发至风机集控系统，由风机集控系统协调控制各风机出力。

【技术特征摘要】
1.一种计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次调频方法，其特征在于，包括下列步骤：1)滚动更新风电场实时频率、风电场有功出力；2)判断风电场是否可以参与电网一次调频；3)判断风电场实时频率是否处于一次调频动作区间，并计算一次调频出力变化需求△P、计及一次调频需求的修正发电计划Pplan′；4)判断风电场是否已经处于一次调频过程中以及是否需要释放一次调频功能，并计算风电场发电计划；5)将滚动计算更新的风电场发电计划Pplan_J、一次调频出力变化需求△P发至风机集控系统，由风机集控系统协调控制各风机出力。2.根据权利要求1所述的计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次调频方法，其特征在于，所述步骤1)中，实时监测风电场母线频率，判断频率采样状态；当频率采样正常时实时更新频率；当频率采样持续异常，闭锁一次调频功能，风电场发电计划跟随远方调度计划。3.根据权利要求1所述的计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次调频方法，其特征在于，所述步骤2)中，满足以下全部条件时认定，风电场可以参与电网一次调频：①调度中心要求风电场参与电网一次调频；②风电场控制装置开放一次调频功能；③风机集控系统判断风电场当前具备一次调频能力；④风电场实时频率正常有效。4.根据权利要求1所述的计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次调频方法，其特征在于，所述步骤2)中，若风电场不可以参与电网一次调频，一次调频出力变化需求△P＝0，风电场发电计划跟随远方调度计划。5.根据权利要求1所述的计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次调频方法，其特征在于，所述步骤3)中包括以下步骤：3-1)判断风电场实时频率是否处于一次调频动作区间，并计算一次调频出力变化需求△P；3-2)计算计及一次调频需求的修正发电计划Pplan′＝P出力+△P。6.根据权利要求5所述的计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次调频方法，其特征在于，所述步骤3-1)中，计算一次调频出力变化需求△P的方法为：当风电场实时频率F满足F>Fmax1或F<Fmin1，且持续确认时间达到Tfr时，认定风电场达到触发一次调频功能的条件，并有：若F>Fmax1，△P＝(Fmax1-F)*△N；若F<Fmin1，△P＝(Fmin1-F)*△N；当风电场实时频率F满足Fmin1≤F≤Fmax1时，△P＝0；其中，Fmax1为触发一次调频上限值，Fmin1为触发一次调频下限值，△N为频率对应出力调节量，Tfr为触发一次调频确认时间。7.根据权利要求1所述的计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次调频方法，其特征在于，所述步骤4)中包括以下步骤：判断风电场是否已经处于一次调频过程中，若风电场未处于一次调频过程中，计算并更新风电场发电计划；若风电场已经处于一次调频过程中，判断风电场是否满足释放一次调频功能条件，计算并更新风电场发电计划。8.根据权利要求7所述的计及远方调度计划和就地频率响应的风电场参与一次...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天翼，孙宁，罗剑波，李雪明，刘平，林国森，卢军，刘金奎，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国家电网公司，国网江苏省电力公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32