[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

说明书

本发明涉及一种新能源电站一次调频能力测试系统及其测试方法，通过新能源电站模型与电网模型构架的搭建，实现快速通信接口模块与新能源电站厂站级有功无功控制系统、电网实时的数据交换，在电网模型里设计测试场景，模拟电网在不同频率段的频率静态特性，测试新能源电站被测一次调频系统在电网频率变化下响应的一次调频各项指标，评估新能源电站参与一次调频的能力。

技术领域

本发明涉及新能源电站一次调频能力测试技术，具体涉及一种新能源电站一次调频能力测试系统及其测试方法。

背景技术

截至2015年底，全国风电装机达1.29亿千瓦、光伏发电装机达4318万千瓦，在西北多个省区，新能源发电渗透率已经超过30％，成为主力电源之一。为了保障电网在充分消纳新能源发电的情况下安全稳定运行，有必要充分掌握对新能源发电频率响应的测试能力。

目前越来越多的新能源发电站具备一次频率的能力。由于新能源发电站是由几十个甚至上百个发电单元组成，一次调频的控制方式与传统发电站不相同，不能使用传统发电站一次调频的测试方法测试新能源电站。因此亟需一种测试系统，对新能源电站的一次调频能力进行测试。

新能源电站厂站级控制系统可执行有功功率和频率控制，其中有功功率控制可通过指令下达方式在现场开展，但是频率扰动在实际电网中很难实现。如果要测试新能源电站的调频特性，在电网模型里设计测试场景，模拟电网在不同频率段的频率静态特性，测试新能源电站被测一次调频系统在电网频率变化下响应的一次调频各项指标，通过统计一次调频指标来实现对新能源电站参与电网一次调频的能力测试。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种新能源电站一次调频能力测试系统及其测试方法，通过对新能源电站和电网架构进行建模，将实际电站的相关数据参数导入实时仿真系统，将新能源电站厂站级有功无功控制系统接入测试系统，从而对新能源电站一次调频能力进行测试。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种新能源电站一次调频能力测试系统，其改进之处在于，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。