[发明专利]新能源并网有功高可靠性自动控制系统

说明书

本发明公开了一种新能源并网有功高可靠性自动控制系统，属于新能源并网控制技术领域。本发明在电网调度端设置中心站、在与新能源并网相关稳定断面接入变电站设置控制子站、在新能源场站设置执行站，融入电网调控系统实时信息、控制功能和场站监控系统控制功能，以及离线控制策略。本发明综合考虑精度和实时性，针对控制系统通信异常、站点异常、控制策略生成及实施进行可靠性设计，确保在中心站、控制子站和执行站控制装置分别异常时可对场站进行优化控制，在场站监控系统未及时将场站有功降到指令值或场站监控系统异常时，能够对场站实施紧急控制，以及在中心站、控制子站和执行站控制装置都异常时，还可控制场站按当前有功缓慢下降运行。

技术领域

本发明属于新能源并网控制技术领域，更准确地说，本发明涉及一种新能源并网有功高可靠性自动控制系统。

背景技术

新能源发电具有间隙性和随机性特点，为了最大限度消纳新能源电力，需要根据新能源发电超短期预测，考虑电网的调峰、安全稳定、现货交易和经济环保等运行约束，对常规机组和新能源场站并网功率进行在线优化计算与控制。由于新能源场站技术装备和管理水平差异较大，相对于常规电站，不仅新能源场站出力的可控性能通常要差一些，并且可控性能稳定性也不足，因此，若按常规电站的控制方式进行新能源场站的控制，则难以综合保障新能源场站响应电网调控中心控制指令的精度、实时性和可靠性。

论文“大型集群风电有功智能控制系统设计”(电力系统自动化，Vol.34，No.17，2010年)提出在电网调控中心设置中心站，在变电站设置控制主站和控制子站，在风电场设置执行站，由中心站在线制定风电场有功控制策略，并将风电场有功控制策略，通过控制主站和控制子站，下发至执行站，由执行站发送至风电场监控系统执行，并监督风电场有功控制策略的执行效果及超时切风电馈线。相对于由电网调控中心直接将在线制定的风电场有功控制策略直接下发给风电场监控系统执行的技术方案(简称为系统控制方案)，该设计方案(简称为装置控制方案)的主要优点在于：一、各站之间采用的是专用通道，实时性和可靠性比较高；二、若风电场监控系统没有将风电网有功降到位，执行站控制装置可以对风电场实施紧急控制，确保风电场有功降到位，有效避免电网安全风险。

但是，这两种控制方案存在相同的缺点，当中心站或电网调控中心不能生成风电场有功控制策略时，就丧失了对风电场的有功控制能力。此外，装置控制方案在任一控制主站、控制子站和执行站异常时，也会丧失对部分风电场的有功控制能力。当然，与装置控制方案相比，系统控制方案的投资少，调试及运行维护工作量也小。

发明内容

本发明目的是：针对现有技术中的不足，提出一种新能源并网有功高可靠性自动控制系统。本发明综合了现有技术中系统控制方案和装置控制方案的优点，但针对其不足之处，引入应对中心站或电网调控中心不能生成风电场有功控制策略情况下控制子站和执行站的就地控制策略，综合考虑控制精度、实时性、可靠性、投资和调试及运行维护工作量等因素，针对控制系统通信异常、站点异常、控制策略生成及实施进行可靠性设计，构建了新能源并网有功高可靠性自动控制系统。

本发明的基本原理在于：在实时控制策略生成环节，引入离线控制策略与在线控制策略的自适应选择设计，可避免在线控制策略生成不及时或不适应可能造成的电网安全风险，提高实时控制策略的适应性。在信息上送、控制策略下发环节采用与两个站点交互的通信模式，可确保单个站点异常下仍然能够对新能源场站实施有效控制。

具体地说，本发明是采用以下技术方案实现的，控制系统包括调度端中心站和厂站端控制站，其中：

厂站端控制站分为非新能源场站的变电站端控制站和新能源场站内控制站，将非新能源场站的变电站端控制站简称为控制子站，将新能源场站内控制站简称为执行站；

控制子站包括控制子站的控制装置和站内监控系统，所述站内监控系统运行控制子站的实时信息采集与汇集模块、实时信息上送模块、新能源场站有功在线控制策略接收模块、新能源场站有功实时控制策略生成模块和新能源场站有功实时控制策略下发模块；