[发明专利]集中式光伏电站及其参与电网调频的控制方法、控制系统

权利要求书

1.集中式光伏电站参与电网调频的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)检测电网频率，判断电网频率是否等于额定频率，若是，则结束；若否，则由第一储能系统提供惯性响应；

(2)判断电网频率是否超出光伏发电单元动作的频率死区，若是，则由光伏发电单元根据频率变化情况逐个参与电网的一次频率调节；若否，则返回步骤(1)；

(3)判断电网频率是否超出正常运行允许的变化范围，若是，则由第二储能系统输出有功功率，提供频率的紧急控制；若否，返回步骤(1)。

2.根据权利要求1所述的集中式光伏电站参与电网调频的控制方法，其特征在于，步骤(1)中由第一储能系统提供惯性响应具体为：所述第一储能系统采用虚拟同步发电机控制方法，模拟传统同步发电机的动态响应。

3.根据权利要求1所述的集中式光伏电站参与电网调频的控制方法，其特征在于，步骤(2)中光伏发电单元依次采用减载和频率下垂的控制方法，每一个光伏发电单元输出的有功功率表达式为：

P_ref＝(P_MPPT-△P)-k(f-f_d)P_MPPT；

其中，P_ref表示光伏发电单元的有功功率参考值；P_MPPT表示光伏发电单元的最大输出功率；△P表示光伏发电单元减载功率；k表示下垂特性曲线的斜率；f表示当前电网的实际频率；f_d表示光伏逆变器频率响应的动作频率。

4.根据权利要求1所述的集中式光伏电站参与电网调频的控制方法，其特征在于，步骤(2)中所述由光伏发电单元根据频率变化情况逐个参与电网的一次频率调节具体为：多个所述光伏发电单元通过下垂特性曲线的配合，按照“先投入，后退出”的顺序，逐一有序地参与调频。

5.根据权利要求4所述的集中式光伏电站参与电网调频的控制方法，其特征在于，下垂特性曲线的斜率k为：

其中，P_max表示光伏发电单元的最大输出功率；P_min表示光伏发电单元的最小输出功率有功功率参考值；f_d(i+1)和f_di分别表示#(i+1)光伏发电单元和#i光伏发电单元中光伏逆变器频率响应的启动频率；△P表示光伏发电单元减载功率；P_MPPT表示光伏发电单元的最大输出功率。

6.根据权利要求1所述的集中式光伏电站参与电网调频的控制方法，其特征在于，步骤(2)中后一个光伏发电单元的动作频率等于前一个光伏发电单元输出功率达到最大或者最小时的电网频率。

7.根据权利要求1所述的集中式光伏电站参与电网调频的控制方法，其特征在于，步骤(3)中第二储能系统采用虚拟同步发电机控制方法。

8.用于权利要求1-7任一项所述集中式光伏电站参与电网调频控制方法的控制系统，其特征在于：包括检测模块和控制模块，检测模块用于检测电网频率，并把信号输出给控制模块，控制模块用于对接收到的信号进行分析处理，并发出控制信号控制集中式光伏电站的光伏发电系统和储能系统做出相应动作。

9.一种集中式光伏电站，其特征在于，该集中式光伏电站配有权利要求8所述的控制系统。

10.根据权利要求9所述的一种集中式光伏电站，其特征在于：集中式光伏电站包括光伏发电系统、集电系统和储能系统，光伏发电系统发出的电能经过集电系统与储能系统所发电能汇集，再经过变压器T二次升压后并入电网；其中光伏发电系统包括多个光伏发电单元，每个光伏发电单元包括两个逆变器；集电系统包括多个变压器和集电线路；储能系统包括第一储能系统和第二储能系统，其中，光伏发电单元与变压器一一对应，光伏发电单元发出的电能经过变压器升压后经集电线路与储能系统所发电能汇集，再经过变压器T二次升压后并入电网；第二储能系统为备用系统，在确定当前电网频率已经超出正常运行允许的变化范围之后才能投入运行。