[发明专利]一种光伏高占比送端电网直流闭锁后的有功频率控制方法

说明书

本发明公开了一种光伏高占比送端电网直流闭锁后的有功频率控制方法，具体为，利用网省公司调度主站在线动态安全稳定分析系统，实时进行直流闭锁预想故障下的时域仿真，制定光伏发电参与电网一次调频的控制策略，当实时监测到直流闭锁故障发生时，匹配该策略，使光伏电站集中参与电网一次调频；另外实时计算直流闭锁故障后电网的CPS指标，当指标不合格时，实时判断调频水、火电裕量是否足够，在不足时启用光伏电站协调进行电网二次频率调整；在电网稳态运行时，根据外送断面的传输裕量，合理提升光伏电站的实时发电功率。本发明能够有效利用光伏电站的调频能力，与常规水、火电相协调，提高光伏高占比送端电网在大频差事件中的安全稳定性。

技术领域

本发明涉及一种光伏高占比送端电网直流闭锁后的有功频率控制方法，属于电网调控技术领域。

背景技术

随着可再生能源技术的发展，新能源发电的并网容量不断增加，但目前我国并网的光伏发电和风力发电等新能源对电网呈现零惯性或弱惯性，普遍不参与电网调频，随着其渗透率的不断提高，将增加电力系统的频率稳定控制的难度。以西北电网为例，至2018年底，新能源装机达8000万千瓦左右，新能源出力最大占区域发电负荷的50％以上；直流外送规模超过4371万千瓦，占区域发电负荷的50％以上，如此巨量的新能源发电以及直流外送容量使电网的频率稳定控制面临巨大风险。直流闭锁等常规直流故障引起的功率冲击易引发系统高频、低频，甚至高低频连锁风险；另一方面，新能源的大规模接入替代了大量常规电源，系统转动惯量和常规一次调频容量呈下降趋势，电网频率调节能力降低，在大容量不平衡功率扰动下，更易引发频率越限甚至低频减载动作。大型新能源基地送端电网的调频特性及优化控制已成为电网发展过程必须要解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏高占比送端电网直流闭锁后的有功频率控制方法，针对光伏高占比送端电网和我国新能源基地大容量直流外送的特点，提出与常规水、火电调频方法相协调的光伏发电参与电网一次调频和二次调频的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种光伏高占比送端电网直流闭锁后的有功频率控制方法，包括以下步骤：

1)实时监测大规模光伏送端电网直流送出断面运行情况，实时统计送端电网光伏电站有功出力总和和送端电网所有发电机有功出力总和，实时计算电网的CPS指标，当没有直流闭锁故障发生，并且CPS指标合格时，进入步骤2)；当实时监测到直流闭锁故障发生时，进入步骤3)；当CPS指标不合格时，进入步骤4)；

2)确定断面传输裕量和各光伏电站的发电裕量，等比提升光伏电站的发电功率；

3)调整光伏电站的有功控制策略，使光伏电站集中参与电网一次调频，并按照一定比例分配一次调频量至各光伏电站以及各光伏发电单元；

4)送端系统高频并且持续时间超过阈值T时，实时判断是否需要使用光伏电站进行电网二次频率调整；若需要，则计算需要降低的光伏电站出力总量，并确定各光伏电站调整优先级，按优先级依次调整光伏电站有功功率。

前述的步骤2)中，根据断面实时输送有功以及调度运行辅助决策确定的断面功率传输极限，确定断面传输裕量和各光伏电站的发电裕量，计算如下：

P_mar＝P_限额-P_实时，

其中，P_mar为断面传输裕量，P_限额为调度运行辅助决策确定的断面有功功率传输极限，P_实时为送端电网断面实时传输有功功率；

其中，为第i个光伏电站的发电裕量，为第i个光伏电站预测最大有功出力，为第i个光伏电站实时有功出力，i＝1,2,…,n，i为光伏电站的编号，n为光伏电站总数。

前述的步骤2)中，基于下式提升光伏电站的发电功率：