实现网源协调功能的独立一次调频系统技术方案

本发明专利技术涉及一种实现网源协调功能的独立一次调频系统。该系统包括模拟电网建立单元、反馈参数生成单元、一次调频单元和快速调压单元。通过建立两个模拟电网，分别为第一模拟电网和第二模拟电网，并分配相同的初始状态，系统可以实时采集目标电网的运行参数，并记录第一模拟电网和第二模拟电网的反馈参数。基于第一模拟电网和第二模拟电网的反馈参数，使用预设的一次调频模型和调压模型，可以确定当前目标电网的一次调频频率、频率调节方向、频率调节方式、调压电压值、电压调节方向和电压调节方式，并对目标电网进行一次调频和快速调压，从而实现网源协调功能。从而实现网源协调功能。从而实现网源协调功能。

【技术实现步骤摘要】
实现网源协调功能的独立一次调频系统


[0001]本专利技术属于电网调频
，具体涉及实现网源协调功能的独立一次调频系统。

技术介绍

[0002]随着电力工业的发展，电力系统的规模和复杂度越来越高，为了提高电网的可靠性和稳定性，需要在电网中引入大量的新能源，如风力发电和光伏发电等。然而，这些新能源的不稳定性和波动性会给电网的稳定性带来很大挑战。为了满足电网的要求，需要一种能够快速响应电网频率变化并实现频率调节的技术。现有的频率调节技术包括有功
‑
频率控制、一次调频控制和快速调压控制等。
[0003]但现有技术存在以下缺点：
[0004]有功
‑
频率控制：有功
‑
频率控制是一种传统的频率控制技术，通过改变机组的有功出力来控制电网的频率。然而，这种技术只能实现较慢的频率调节，不能满足电网频率变化的快速响应需求。此外，由于该技术的控制方法较为简单，难以满足电网对于功率调节和稳定性方面的更高要求。
[0005]快速调压控制：快速调压控制是一种能够快速响应电网电压变化的技术，通过改变机组的无功出力来控制电网的电压。然而，由于该技术主要是针对电压调节，难以实现对电网频率的快速响应。此外，快速调压控制需要精确的电压测量和控制系统，需要增加系统的成本和复杂度。
[0006]传统一次调频控制：传统的一次调频控制主要通过改变机组的励磁电流来调节发电机的转速，进而控制电网频率。然而，该技术存在着调节响应速度慢、调节范围小、控制精度低等缺点，难以满足电网频率变化的快速响应和精确控制的要求。
[0007]综上所述，现有的电网频率控制技术存在着一些缺点，限制了它们的应用范围和性能表现。因此，需要一种新的频率控制技术，以提高电网的可靠性和稳定性，并满足电网对于功率调节和稳定性方面的更高。
[0008]新的频率控制技术需要能够快速响应电网频率变化，并实现频率调节和稳定性方面的更高要求。此外，新技术需要能够适应不同场景下的变化和特殊要求，提高系统的灵活性和智能化水平。
[0009]目前，针对电网频率控制的新技术逐渐兴起，例如基于模型预测控制的频率控制技术、基于深度学习的电网频率预测和控制技术等。这些新技术可以通过多个智能传感器收集实时数据，并通过数据挖掘和分析来预测电网的运行状况，以实现快速响应电网频率变化的目标。此外，新技术还可以通过自适应算法、优化算法等技术实现精确控制和自动化控制，以提高系统的稳定性和效率。
[0010]然而，这些新技术也存在一些问题。例如，基于模型预测控制技术需要对电网进行精确建模和参数调整，否则可能导致预测误差较大，控制效果不佳；基于深度学习的电网频率预测和控制技术需要大量的训练数据和计算资源，对系统的实时性和稳定性提出更高的
要求。因此，需要对这些新技术进行深入研究和优化，以满足电网频率控制的实际需求。

技术实现思路

[0011]本专利技术的主要目的在于提供实现网源协调功能的独立一次调频系统，实现了网源协调功能，能够快速调整目标电网的频率和电压，保证电网的稳定运行；采用模拟电网进行仿真实验，可以减少实验成本和实验风险，提高了实验效率和准确性。同时，该系统具有灵活性和可扩展性，可以应用于不同类型的电网。
[0012]为了解决上述问题，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0013]实现网源协调功能的独立一次调频系统，所述系统包括：模拟电网建立单元，配置用于建立两个模拟电网，分别为第一模拟电网和第二模拟电网，第一模拟电网和第二模拟电网和目标电网的结构、物理参数和控制参数均相同，并为第一模拟电网和第二模拟电网分配与目标电网的状态相同的初始状态；反馈参数生成单元，配置用于实时采集目标电网的运行参数，在第一模拟电网中，在目标电网的运行参数的基础上，不断正向调整模拟电网的运行参数，并实时记录第一模拟电网的反馈参数，在第二模拟电网中，在目标电网的运行参数的基础上，不断反向调整模拟电网的运行参数，并实时记录第二模拟电网的反馈参数；一次调频单元，配置用于基于第一模拟电网的反馈参数和第二模拟电网的反馈参数，使用预设的一次调频模型，确定当前目标电网的一次调频频率、频率调节方向和频率调节方式，并对目标电网进行一次调频；快速调压单元，配置用于基于第一模拟电网的反馈参数和第二模拟电网的反馈参数，使用预设的调压模型，确定当前目标电网的调压电压值、电压调节方向和电压调节方式，并对目标电网进行快速调压。
[0014]进一步的，所述模拟电网为虚拟电网；所述模拟电网建立单元包括：电力系统模型建立单元，配置用于建立能够模拟目标电网的电力系统模型；模拟电网建立子单元，配置用于将电力系统模型导入到计算机软件中，通过计算机模拟的方式建立虚拟电网，在建立虚拟电网的过程中，保持虚拟电网与目标电网的物理参数和控制参数一致；状态分配单元，配置用于为虚拟电网分配与目标电网的状态相同的初始状态，所述初始状态定义为电力元件的状态，至少包括：发电机状态、线路状态和变压器状态。
[0015]进一步的，所述电力系统模型建立单元建立电力系统模型的过程包括以下步骤：
[0016]步骤S1：建立节点电压方程，用于描述目标电网的电力系统的状态；所述节点电压方程是一组非线性方程，用于计算目标电网的电力系统中各节点的电压值；
[0017]步骤S2：建立功率平衡方程，用于描述目标电网的电力系统的功率平衡；所述功率平衡方程是一组线性方程，用于计算电力系统中各个节点之间的功率平衡情况；
[0018]步骤S3：确定目标电网的电力系统的边界条件；所述边界条件至少包括：目标电网的发电机的输出功率、变压器的变比和负载的功率；将所述边界条件作为电力系统模型的输入参数；
[0019]步骤S4：在建立完目标电网的节点电压方程和功率平衡方程之后，将这些方程组成一个方程组，并使用数值计算方法求解该方程组。
[0020]进一步的，所述电力系统模型使用如下公式进行表示：
[0021][GB][V]＝[P][
‑
BG][θ][Q]；
[0022]其中，G和B是节点导纳矩阵的实部和虚部，V和θ分别是节点电压和相角，P和Q分别
是节点的有功和无功功率；节点导纳矩阵可以表示为：Y
bus
＝G+jB；其中，G和B是节点导纳矩阵的实部和虚部，用于描述电力系统中各个节点之间的导纳关系，通过电路参数计算得出；实部G表示节点之间的电阻，虚部B表示节点之间的电抗；节点电压V和相角θ：描述电力系统中各个节点的电压状态；电压V通常以基准电压为单位；相角θ表示电压波形在时间轴上的相位差；节点的有功功率P和无功功率Q：描述电力系统中各个节点的功率状态；有功功率P表示电力系统中各个节点所消耗或产生的有功功率，无功功率Q表示电力系统中各个节点所消耗或产生的无功功率。
[0023]进一步的，所述反馈参数生成单元包括：数据采集子单元，配置用于实时采集目标电网的运行参数；所述运行参数包括：电压、电流、频率、有功功率和无功功率；正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.实现网源协调功能的独立一次调频系统，其特征在于，所述系统包括：模拟电网建立单元，配置用于建立两个模拟电网，分别为第一模拟电网和第二模拟电网，第一模拟电网和第二模拟电网和目标电网的结构、物理参数和控制参数均相同，并为第一模拟电网和第二模拟电网分配与目标电网的状态相同的初始状态；反馈参数生成单元，配置用于实时采集目标电网的运行参数，在第一模拟电网中，在目标电网的运行参数的基础上，不断正向调整模拟电网的运行参数，并实时记录第一模拟电网的反馈参数，在第二模拟电网中，在目标电网的运行参数的基础上，不断反向调整模拟电网的运行参数，并实时记录第二模拟电网的反馈参数；一次调频单元，配置用于基于第一模拟电网的反馈参数和第二模拟电网的反馈参数，使用预设的一次调频模型，确定当前目标电网的一次调频频率、频率调节方向和频率调节方式，并对目标电网进行一次调频；快速调压单元，配置用于基于第一模拟电网的反馈参数和第二模拟电网的反馈参数，使用预设的调压模型，确定当前目标电网的调压电压值、电压调节方向和电压调节方式，并对目标电网进行快速调压。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模拟电网为虚拟电网；所述模拟电网建立单元包括：电力系统模型建立单元，配置用于建立能够模拟目标电网的电力系统模型；模拟电网建立子单元，配置用于将电力系统模型导入到计算机软件中，通过计算机模拟的方式建立虚拟电网，在建立虚拟电网的过程中，保持虚拟电网与目标电网的物理参数和控制参数一致；状态分配单元，配置用于为虚拟电网分配与目标电网的状态相同的初始状态，所述初始状态定义为电力元件的状态，至少包括：发电机状态、线路状态和变压器状态。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电力系统模型建立单元建立电力系统模型的过程包括以下步骤：步骤S1：建立节点电压方程，用于描述目标电网的电力系统的状态；所述节点电压方程是一组非线性方程，用于计算目标电网的电力系统中各节点的电压值；步骤S2：建立功率平衡方程，用于描述目标电网的电力系统的功率平衡；所述功率平衡方程是一组线性方程，用于计算电力系统中各个节点之间的功率平衡情况；步骤S3：确定目标电网的电力系统的边界条件；所述边界条件至少包括：目标电网的发电机的输出功率、变压器的变比和负载的功率；将所述边界条件作为电力系统模型的输入参数；步骤S4：在建立完目标电网的节点电压方程和功率平衡方程之后，将这些方程组成一个方程组，并使用数值计算方法求解该方程组。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电力系统模型使用如下公式进行表示：[GB][V]＝[P][
‑
BG][θ][Q]；其中，G和B是节点导纳矩阵的实部和虚部，V和θ分别是节点电压和相角，P和Q分别是节点的有功和无功功率；节点导纳矩阵可以表示为：Y
bus
＝G+jB；其中，G和B是节点导纳矩阵的实部和虚部，用于描述电力系统中各个节点之间的导纳关系，通过电路参数计算得出；实部G表示节点之间的电阻，虚部B表示节点之间的电抗；节点电压V和相角θ：描述电力系统中各个节点的电压状态；电压V通常以基准电压为单位；相角θ表示电压波形在时间轴上的相位差；节点的有功功率P和无功功率Q：描述电力系统中各个节点的功率状态；有功功率P表示电力系统中各个节点所消耗或产生的有功功率，无功功率Q表示电力系统中各个节点所消耗或产生的无功功率。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述反馈参数生成单元包括：数据采集子单元，配置用于实时采集目标电网的运行参数；所述运行参数包括：电压、电流、频率、有功功率和无功功率；正向调整单元，配置用于在第一模拟电网中，在目标电网的运行参数的基础上，不断正向调整模拟电网的运行参数；反向调整单元，配置用于在第二模拟电网中，在目标电网的运行参数的基础上，不断反向调整模拟电网的运行参数；反馈参数生成单元，配置用于在不断正向调整第一模拟电网的运行参数时和在不断反向调整第二模拟电网的运行参数时，生成第一模拟电网的反馈参数和第二模拟电网的反馈参数；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐培全，丁杨，张文奎，李小伟，王宝文，李永春，于腾云，徐昕光，王志远，王波，张云飞，刘英琦，朱志军，李成路，王松，马清峰，
申请(专利权)人：华能沾化光伏发电有限公司，
类型：发明
国别省市：