[发明专利]适用于新能源消纳的梯级水电联合调频调峰方法及系统

说明书

本发明公开了一种适用于新能源消纳的梯级水电联合调频调峰方法，包括将电网频率偏差转化为ACE，得到所需的总调节量；根据梯级水电厂各机组的调节裕度，对总调节量进行分配；将各机组分配的调节量下发给各机组。同时也公开了相应的系统。本发明解决了现有方法中存在调频容量小、水电运行灵活度差、调节方法落后、调节范围碎片化和安全风险大的问题。

技术领域

本发明涉及一种适用于新能源消纳的梯级水电联合调频调峰方法及系统，属于电力系统技术领域。

背景技术

随着新能源场站的大规模并网，电网电力波动特性愈加显著，电网在保证安全稳定运行的前提下，尽最大能力消纳新能源，需要机组配合新能源快速增减，电网频率稳定性难以保证，同时，随着特高压外送直流工程的大量投产，直流大功率闭锁(相继闭锁)将对电网频率安全造成严重威胁。基于大电网频率安全面临的问题和风险，亟需进行大电网频率控制模式优化升级，提升电网频率安全风险防控水平及新能源消纳能力。

当前，电网的频率控制，是采用以梯级水电某一直调水电厂为第一调频厂，其它直调水电厂和AGC投频率调节模式的火电机组担任第二调频厂的模式，一般第一调频厂负责电网频率的调整。该控制模式存在几方面问题。一是调频容量小，目前单一水电厂的装机容量已经难以满足电网频率控制的需要和新能源消纳的要求，急需扩充调频容量，提高调节能力。二是水电运行灵活度差，水电厂需满足梯级水电的运行约束，即保证每个水电厂的出库流量在合理范围内，此时单一调频厂的负荷调节范围受到限制，不能很好地发挥调频作用。三是调节方法落后，水电调频仍然为手动调节模式，即第一调频厂现场运行人员根据频率实时调整，其余水电厂按照调度指令调节出力，此模式造成了频率调整的滞后，使电网频率波动常常超过50±0.033Hz，部分时段甚至超过50±0.05Hz，导致全网水、火电一次调频资源无谓浪费的同时，频率常常处于高频或低频状态，安全隐患较大；同时其余水电厂常运行于固定负荷点，不能及时跟随新能源波动进行配合调节，影响新能源消纳。四是调节范围碎片化，由于水电机组投运较早，单机的不稳定工况区平均达到装机容量的50％，且处于中间地带，而机组若运行于不稳定工况区，则会造成机组振动过大，引发安全风险，因此水电机组无法进行全范围的平滑调节，且稳定运行区间狭小，影响了机组调节能力的正常发挥。五是单一调频厂安全风险大，第一调频厂存在两台机组共用一台主变的情况，电网晚高峰期间，可能发生第一调频厂共用一台主变的两机组满功率运行情况，若此时主变故障，全网损失140万千瓦出力，且第一调频厂调节能力大幅减少，对频率安全造成严重威胁。

发明内容

本发明提供了一种适用于新能源消纳的梯级水电联合调频调峰方法及系统，解决了现有方法中存在调频容量小、水电运行灵活度差、调节方法落后、调节范围碎片化和安全风险大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

适用于新能源消纳的梯级水电联合调频调峰方法，包括，

将电网频率偏差转化为ACE，得到所需的总调节量；

根据梯级水电厂各机组的调节裕度，对总调节量进行分配；

将各机组分配的调节量下发给各机组。

将调节裕度从大到小进行排序，选择前N个调节裕度对应的机组承担总调节量；其中，N台机组的调节裕度之和不小于总调节量，N-1台机组的调节裕度之和小于总调节量。

调节裕度大的机组调节优先级高，前N-1个机组的调节量等于其调节裕度，第N个机组的调节量＝总调节量-前N-1个机组调节裕度之和。

分配到调节量的机组先进行安全校核；若安全校核没有通过，则重新分配总调节量直到安全校核通过；若安全校核通过，则进行电量完成率校核和水位校核，若电量完成率校核和/或水位校核未通过，则调整机组的调节优先级，重新分配总调节量，进行安全校核。

电量完成率校核过程为，