[发明专利]一种光伏参与孤立电网调频的控制方法有效

专利信息
申请号: 201510611642.X 申请日: 2015-09-23
公开(公告)号: CN105048518B 公开(公告)日: 2018-03-02
发明(设计)人: 徐箭;廖思阳;孙元章;李晓民;谷俊和;董建勋;鲍益;屈尹鹏;周密 申请(专利权)人: 武汉大学;中电投蒙东能源集团有限责任公司
主分类号: H02J3/46 分类号: H02J3/46;H02J3/24
代理公司: 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222 代理人: 胡艳
地址: 430072 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 参与 孤立 电网 调频 控制 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于孤立电网调频控制技术领域,尤其涉及一种光伏参与孤立电网调频的控制方法。

背景技术

我国的能源中心和负荷中心呈现严重的逆向分布。传统的解决思路是通过特高压和超高压远距离输电解决,而依靠高耗能产业在电源中心就地消纳可再生能源也是一种极为有效的解决途径。由于地理障碍因素,同时也为了避免高昂的备用费用,实现其工业经济效益,某些电力系统需要孤立运行,图1为孤立电网系统结构图。对于类似电解铝负荷这种高耗能产业的含高渗透率风电的孤立电网而言,负荷级差单一,常规的安稳措施和低频减灾方案无法保证孤立电网的频率稳定。并且由于缺少大电网的功率支撑,其系统等效惯量小,且其自身的常规发电机组的调频能力有限,难以完全消除由于系统的原件故障或者风功率扰动所引起的不平衡功率。综上所述,对于类似电解铝负荷这种高耗能产业的含高渗透率风电的孤立电网,如果仅仅通过传统的频率控制手段无法保证系统的安全稳定运行,需要提出更加有效的控制方法来保证孤立电网的安全稳定运行。

传统的光伏有功控制系统基于最大功率点跟踪(MPPT)技术,因而不具备常规机组的一次调频能力。为了能够充分挖掘孤立电网的调频能力,解决孤立电网调频手段不足的状况,需要研究光伏参与孤立电网调频的控制方法。

当系统受到功率扰动后,安稳装置动作的优先级最高,但由于铝厂负荷级差单一,低频减载无法完全平抑功率扰动,导致安稳动作后孤立电网仍然存在不平衡功率。每个电源的当前出力水平以及火电机组的备用容量大小均能通过WAMS实施监测。在固定的故障校验水平(N-1或N-2),便能够分析出当前运行点下安稳装置动作后,孤立电网可能存在的最大不平衡功率。通过降低光伏出力使得系统的总的有功调节容量能够平抑系统存在的最大不平衡功率,从而提高系统频率稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏参与孤立电网调频的控制方法。

本发明基于广域测量系统(WAMS)的实测潮流信息,实时计算光伏减载容量;根据光伏减载容量获得光伏频率下垂控制的反馈增益参数,引入频率偏差反馈的闭环控制系统,从而控制光伏出力运行点,改善孤立电网功率扰动下的频率稳定性。

本发明采用如下的技术方案:

一种光伏参与孤立电网调频的控制方法,包括步骤:

步骤1,根据广域测量系统的实测潮流信息,获得孤立电网系统的总备用容量;

步骤2,判断是否满足当满足该条件时,执行步骤3;和分别为孤立电网系统的最大功率扰动和总备用容量,为火电机组一次调频上限;

步骤3,运行光伏减载,本步骤进一步包括子步骤:

3.1根据光伏发电系统和火电机组的调频容量之和等于孤立电网系统的最大功率扰动原则,获得光伏发电系统的降出力容量

3.2根据光伏列阵工程用数学模型,通过监测的光伏发电系统的光照强度S和温度T,得光伏发电系统的最大输出功率

3.3根据光伏发电系统的降出力容量和当前时刻的最大输出功率确定光伏发电系统当前时刻的目标出力

3.4运行光伏发电系统降出力以使得光伏发电系统当前时刻的输出功率为

步骤4,将光伏发电系统的频率反馈增益参数引入频率下垂控制进行孤立电网调频控制,其中,为N-1故障时孤立电网系统所受到的功率扰动,为WAMS监测数据;n是火电机组台数,Ki为火电机组i的静态调差系数。

子步骤3.1中,光伏发电系统的降出力容量其中,为火电机组一次调频上限,为孤立电网系统的最大功率扰动,m为孤立电网中有功出力最大的火电机组的有功分配份额,即该台火电机组装机容量和所有火电机组装机容量之和的比值。

子步骤3.4中,利用线性化法或二次插值法逐步逼近目标出力所对应的运行点电压U0,控制光伏列阵输出电压为U0,实现光伏发电系统降出力运行。

和现有技术相比,本发明具有如下优点和有益效果:

(1)通过WAMS信息,可实时监测各机组出力水平、热备用容量以及系统功率缺额,快速计算光伏减载容量大小,从而弥补系统不平衡功率缺额。

(2)引入频率偏差反馈的闭环控制系统,实现光伏发电系统参与孤立电网系统调频,为解决高耗能整流负荷、含可再生能源的孤立电网中有功调节能力十分有限的问题提供了新的思路。

附图说明

图1是孤立电网系统结构图;

图2是光伏发电系统的降出力容量的计算流程图;

图3是光伏发电系统运行点实现流程图;

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