一种新能源场群集中式频率控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种新能源场群集中式频率控制方法及系统，本发明专利技术在发生预想故障扰动场景下，向安全稳定紧急控制主站发送切除命令，按照紧急控制策略切除新能源；在发生预想故障外的故障扰动导致系统小频差场景下，向新能源场群集中式频率控制主站发送有功功率连续调节命令，连续调节新能源有功；在发生预想故障外的故障扰动导致系统大频差场景下，向新能源场群集中式频率控制主站发送有功功率连续调节功能闭锁命令，通过切除或接入新能源，进行新能源场群集中式分轮次频率控制，有利于大频差下频率的快速恢复，有利于改善新能源不确定性造成的频率稳态和暂态波动，为新能源密集接入电网的频率安全稳定控制提供技术支撑。入电网的频率安全稳定控制提供技术支撑。入电网的频率安全稳定控制提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源场群集中式频率控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种新能源场群集中式频率控制方法及系统，属于电力系统及其自动化


技术介绍

[0002]随着特高压直流的推广应用及新能源发电占比的不断提高，送、受端电网大量同步发电机组被新能源替代，电网频率调节能力大幅下降，交流短路故障、直流换相失败及闭锁等故障均可能引起新能源机组大面积脱网或直流功率缺失，导致系统出现大容量的不平衡功率，电网暂态频率安全保障技术面临着严峻挑战。一方面，新能源机组普遍不参与电网调频，随着其渗透率的不断提高，新能源发电自身的不确定性和波动性也增加了电力系统频率稳定控制的难度；另一方面，不同新能源机组的耐高、低频的能力也不同，分散式的高频切机或脱网会对电网暂态频率特性产生新的扰动，不利于暂态频率恢复稳定。因此需要一种新能源场群集中式频率控制方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种新能源场群集中式频率控制方法及系统，解决了
技术介绍
中披露的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0005]一种新能源场群集中式频率控制方法，包括：
[0006]响应于发生预想故障扰动，向安全稳定紧急控制主站发送切除命令，用以命令安全稳定紧急控制主站切除预设容量的新能源；
[0007]响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差、偏差在第一预设范围内且偏差的时间大于第一预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送有功连续调节命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站连续调节新能源有功；其中，第一预设范围的限值绝对值不大于阈值A0，进行有功调节的新能源为可连续调节控制的新能源；
[0008]响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差、偏差在第二预设范围内且偏差的时间大于第二预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送闭锁有功连续调节功能命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站闭锁新能源有功连续调节功能，并按照预设轮次分批切除或接入新能源；其中，第二预设范围的限值绝对值大于阈值A0。
[0009]第一预设范围包括(A1,A0]和[
‑
A0,
‑
A1)；
[0010]响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差Δf、A1＜Δf≤A0且偏差的时间大于第一预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送有功连续调节命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站降低新能源有功；
[0011]响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差Δf、
‑
A0≤Δf＜
‑
A1且偏差的时间大于第一预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送调节命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站增加新能源有功。
[0012]降低的新能源有功公式为：
[0013][0014]增加的新能源有功公式为：
[0015][0016]其中，为降低的新能源有功，为增加的新能源有功，为所有可连续调节控制新能源场群最大可降低的新能源有功出力，为所有可连续调节控制新能源场群最大可增加的新能源有功出力，Δf
a
为电网的暂态实时频率与基准频率的偏差值，γ为电网系统的自然频率特性系数。
[0017]第二预设范围包括(A0,A2]和[
‑
A2,
‑
A0)；
[0018]响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差Δf、A0＜Δf≤A2且偏差的时间大于第二预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送闭锁有功连续调节功能命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站闭锁新能源有功连续调节功能，并按照预设轮次分批切除新能源；
[0019]响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差Δf、
‑
A2≤Δf＜
‑
A0且偏差的时间大于第二预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送闭锁有功连续调节功能命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站闭锁新能源有功连续调节功能，并按照预设轮次分批接入新能源。
[0020]切除的新能源有功容量公式为：
[0021][0022]接入的新能源有功容量公式为：
[0023][0024]其中，为切除的新能源有功容量，为接入的新能源有功容量，γ为电网系统的自然频率特性系数，为所有可切除的新能源场群的实时总有功功率，为所有可接入的新能源场群的实时总有功功率。
[0025]一种新能源场群集中式频率控制系统，包括：
[0026]预想故障扰动场景下的控制模块：响应于发生预想故障扰动，向安全稳定紧急控制主站发送切除命令，用以命令安全稳定紧急控制主站切除预设容量的新能源；
[0027]小频差扰动场景下的控制模块：响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差、偏差在第一预设范围内且偏差的时间大于第一预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送有功连续调节命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站连续调节新能源有功；其中，第一预设范围的限值绝对值不大于阈值A0，进行有功调节的新能源为可连续调节控制的新能源；
[0028]大频差扰动场景下的控制模块：响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差、偏差在第二预设范围内且偏差的时间大于第二预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送有功连续调节功能闭锁命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站闭锁新能源有功连续调节功能，并按照预设轮次分批切除或接入新能源；其中，第二预设范围的限
值绝对值大于阈值A0。
[0029]第一预设范围包括(A1,A0]和[
‑
A0,
‑
A1)；
[0030]小频差扰动场景下的控制模块包括小频差扰动场景下的降低控制模块和小频差扰动场景下的增加控制模块；
[0031]小频差扰动场景下的降低控制模块：响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差Δf、A1＜Δf≤A0且偏差的时间大于第一预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送调节命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站降低新能源有功；
[0032]小频差扰动场景下的增加控制模块：响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差Δf、
‑
A0≤Δf＜
‑
A1且偏差的时间大于第一预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送有功连续调节命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站增加新能源有功。
[0033]小频差扰动场景下的降低控制模块中，降低的新能源有功公式为：
[0034][0035]小频差扰动场景下的增加控制模块中，增加的新能源有功公式为：
[0036][0037]其中，为降低的新能源有功，为增加的新能源有功，为所有可连续调节控制新能源场群最大可降低的新能源有功出力，为所有可连续调节控制新能源场群最大可增加的新能源有功出力，Δf
a
为电网的暂态实时频率与基准频率的偏差值，γ为电网系统的自然频率特性系数。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源场群集中式频率控制方法，其特征在于，包括：响应于发生预想故障扰动，向安全稳定紧急控制主站发送切除命令，用以命令安全稳定紧急控制主站切除预设容量的新能源；响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差、偏差在第一预设范围内且偏差的时间大于第一预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送有功连续调节命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站连续调节新能源有功；其中，第一预设范围的限值绝对值不大于阈值A0，进行有功调节的新能源为可连续调节控制的新能源；响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差、偏差在第二预设范围内且偏差的时间大于第二预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送闭锁有功连续调节功能命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站闭锁新能源有功连续调节功能，并按照预设轮次分批切除或接入新能源；其中，第二预设范围的限值绝对值大于阈值A0。2.根据权利要求1所述的一种新能源场群集中式频率控制方法，其特征在于，第一预设范围包括(A1,A0]和[
‑
A0,
‑
A1)；响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差Δf、A1＜Δf≤A0且偏差的时间大于第一预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送有功连续调节命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站降低新能源有功；响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差Δf、
‑
A0≤Δf＜
‑
A1且偏差的时间大于第一预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送调节命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站增加新能源有功。3.根据权利要求2所述的一种新能源场群集中式频率控制方法，其特征在于，降低的新能源有功公式为：增加的新能源有功公式为：其中，为降低的新能源有功，为增加的新能源有功，为所有可连续调节控制新能源场群最大可降低的新能源有功出力，为所有可连续调节控制新能源场群最大可增加的新能源有功出力，Δf
a
为电网的暂态实时频率与基准频率的偏差值，γ为电网系统的自然频率特性系数。4.根据权利要求1所述的一种新能源场群集中式频率控制方法，其特征在于，第二预设范围包括(A0,A2]和[
‑
A2,
‑
A0)；响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差Δf、A0＜Δf≤A2且偏差的时间大于第二预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送闭锁有功连续调节功能命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站闭锁新能源有功连续调节功能，并按照预设轮次分批切除新能源；响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差Δf、
‑
A2≤Δf＜
‑
A0且偏差的时间大于第二预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送闭锁有功连续调节功能命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站闭锁新能源有功连续调节功能，并按照预设轮次
分批接入新能源。5.根据权利要求4所述的一种新能源场群集中式频率控制方法，其特征在于，切除的新能源有功容量公式为：接入的新能源有功容量公式为：其中，为切除的新能源有功容量，为接入的新能源有功容量，γ为电网系统的自然频率特性系数，为所有可切除的新能源场群的实时总有功功率，为所有可接入的新能源场群的实时总有功功率。6.一种新能源场群集中式频率控制系统，其特征在于，包括：预想故障扰动场景下的控制模块：响应于发生预想故障扰动，向安全稳定紧急控制主站发送切除命令，用以命令安全稳定紧急控制主站切除预设容量的新能源；小频差扰动场景下的控制模块：响应于因预想外的故障扰动导致电网频率产生偏差、偏差在第一预设范围内且偏差的时间大于第一预设时间，向新能源场群集中式频率控制主站发送有功连续调节命令，用以命令新能源场群集中式频率控制主站连续调节新能源有功；其中，第一预设范围的限值绝对值不大于阈值A0，进行有功调节的新能源...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕亚洲，郄朝辉，李兆伟，刘福锁，李威，柯贤波，霍超，亢朋朋，孙仲卿，杨应昊，黄锡芳，孙震宇，张承义，赵学茂，胡阳，郜建良，黄畅想，王超，倪禛霖，陶泉霖，张锋，王忠明，任冲，孙宁，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司国电南瑞科技股份有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：