[发明专利]一种新能源电站一次调频能力测试系统及其测试方法

权利要求书

1.一种新能源电站一次调频能力测试系统，其特征在于，所述测试系统包括实时仿真系统、通信接口模块、被测一次调频控制系统和评估模块；所述实时仿真系统通过通信接口模块与控制系统进行通信，所述评估模块分别与所述实时仿真系统和被测一次调频控制系统连接；

所述的新能源电站一次调频能力测试系统的测试方法包括下述步骤：

步骤1：搭建被测试新能源电站模型，新能源电站模型中的各发电单元由外部被测一次调频控制系统独立控制；

步骤2：搭建实际新能源电站接入的电网模型；

步骤3：建立通信接口模块，采用以太网标准通信协议进行通信；

步骤4：确定被测一次调频系统的频率特性，

步骤5：将被测一次调频系统接入新能源电站一次调频能力测试系统；

步骤6：确定电网的频率静态全特性，得到频率静态特性系数β；

步骤7：设计测试场景1，设置电网负荷±90/70/50MW，电网频率改变在被测系统死区频率值以内，监测全时段新能源电站频率与有功功率波形；

步骤8：设置电网负荷±96MW，电网频率改变在被测系统死区频率值以内，监测全时段新能源电站频率与有功功率波形；

步骤9：设置电网负荷±3100MW，电网频率改变在被测系统死区频率值以内，监测全时段新能源电站频率与有功功率波形；

步骤10：设置电网机组或者直流线路闭锁故障达到步骤7、8、9带来的频率波动效果，重复以上步骤；

步骤11：计算新能源电站被测一次调频指标，评估新能源电站有功无功控制系统参与电网一次调频的能力。

2.如权利要求1所述的一次调频能力测试系统，其特征在于，所述实时仿真系统包括相互连接的新能源电站模型中的各发电单元和电网模型；基于通信接口模块，实现新能源电站模型中的各发电单元与被测一次调频控制系统的实时通信传递功能。

3.如权利要求2所述的一次调频能力测试系统，其特征在于，所述新能源电站模型中的各发电单元包括光伏发电单元、风电机组、单元升压变和集电线路；

所述电网模型用于模拟实际新能源电站接入的电网构架，实现包括连接点阻抗、电压扰动、频率扰动和电网故障仿真工况，测试新能源电站在电网频率波动时对电网自主有功一次调频的能力。

4.如权利要求1所述的一次调频能力测试系统，其特征在于，所述通信接口模块用于实现新能源电站信息传递功能，采用以太网标准通信协议分别与被测一次调频控制系统和实时仿真系统通信；所述新能源电站信息传递功能包括：

①与电网模型实时通信，获取电网模型侧的电压和电流信号；

②与新能源电站模型中的各发电单元实时通信，获取新能源电站各发电单元实时输出的有功功率，并下达有功功率控制指令。

5.如权利要求1所述的一次调频能力测试系统，其特征在于，电网模型实现测试场景的设计，模拟电网频率扰动，测试新能源电站在电网系统频率波动时对电网自主有功一次调频的能力，测试场景包括：

(1)模拟电网频率扰动的场景一：电网负荷上升/下降；

(2)模拟电网频率扰动的场景二：电网常规机组出力上升/下降；

(3)模拟电网频率扰动的场景三：交直流混合电网换向失败。

6.如权利要求1所述的一次调频能力测试系统，其特征在于，一次调频评估模块利用一次调频指标分析，根据预设方法计算新能源电站每次参与一次调频的被测一次调频指标，同时计算每次参与一次调频的电量贡献，即增加电量或减少电量；所述被测一次调频指标包括：

1)响应时间，从电网频率越过一次调频死区开始至目标值功率2％所需要的时间；

2)调节速率，从电网频率越过一次调频死区到响应目标值功率的90％所需的时间；

3)△t时间内一次调频动作积分电量完成率，新能源电站△t时间内一次调频实际动作积分电量与理论动作积分电量之比的百分数；

4)稳态均值，从新能源电站一次调频开始响应起，实际功率在目标值功率90％-110％范围的平均值，其中：△t表示后一时刻到前一时刻的时间间隔，目标值功率根据实际工况确定。