[发明专利]一种适用于光伏电站的快速调频装置及方法

说明书

本发明公开了一种适用于光伏电站的快速调频装置及方法，该装置配置有：模拟量采集单元，用于采集并网点的实时电压、实时电流；频率、功率响应控制单元，用于根据采集的实时电压、实时电流，分别计算出电网的实时频率、实时功率；频率控制管理单元，根据所述电网的实时频率、实时功率，来控制并调节光伏电站中处于运行状态下的每台逆变器的有功功率，实现电网的快速调频。本发明在光伏电站所具备的现有设备前提下，通过增加频率控制管理单元，通过增加或减少在运行状态下可调节逆变器的有功功率，实现电网的快速调频，由于逆变器响应时间很短，调节迅速，因此本发明具有很强的实用性。

技术领域

本发明涉及光电调频领域，更具体地说，涉及一种涉及在光伏场站中运用逆变器，从而提高电网的快速调频效果。

背景技术

随着光伏发电装机容量越来越大，太阳能在电力系统中占据的地位越来越重要，光伏电场参与电力系统的一次调频得到大力推广及应用。

目前，光伏逆变器调频方案已出台具体的推荐方案，与传统同步发电机相比，由于光伏逆变器的电力电子特性，调节迅速的特性，在西北电网已大面积推广应用。目前已投入的适用于光伏场的快速调频装置，从运行以及调节的程度来讲，基本满足预期。

但是新能源发电机组通常采用电力电子变换器并网，并网变换器响应速度块，不具备维持系统安全稳定运行所需的惯性和阻尼，因此缺乏一种与配电网有效的“同步”机制，当大规模的能源机组并入电网后，系统总转动惯量相对下降，从而影响到系统的快速频率响应速度，使得电网的稳定性大大降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的使得电网的稳定性大大降低的缺陷，提供一种涉及光伏场站运用逆变器的快速调节能力，实现电网快速调频的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种适用于光伏电站的调频装置，该装置包括了第一、第二模拟量采集单元，所述第一、第二模拟量采集单元接入到电网并网点中，用于采集电网的实时电压和实时电流，该装置还包括与第一模拟量采集单元连接的功率响应控制单元，该装置还包括与第二模拟量采集单元连接的频率响应控制单元，其中，采集到的电网实时电压和实时电流，将进一步传输到功率、频率响应控制单元，由所述功率响应控制单元，根据接收到的实时电压、实时电流，计算出电网的实时有功功率P₀；由所述频率响应控制单元，根据接收到的实时电压，计算电网的实时频率f；其特征在于，该装置还包括频率控制管理单元，所述功率、频率响应控制单元分别连接到所述频率控制管理单元，其中：

所述频率、功率响应控制单元计算出的实时有功功率P₀、实时频率f将上传到所述频率控制管理单元；由所述频率控制管理单元根据接收到的数据，对为电网进行供电的光伏电站的目标有功功率调节值P进行计算，并根据所得的目标有功功率调节值P，来控制光伏电站中处于运行状态下的逆变器的有功功率值，在所述运行状态下的逆变器有功功率的控制、调整作用下，从而实现对电网的快速调频。

进一步的，通过所述频率控制管理单元计算光伏电站的目标有功功率调节值P的过程为：首先，将电网的实时频率f与电网的基准频率进行做差；然后，在所得的差值α大于或等于预设的阈值β时，则将所述电网的实时有功功率P₀带入到公式(1)中，计算得到当前光伏电站的目标有功功率调节值P；所述公式(1)为：

其中，P_N为光伏电站的额定功率且为预设值，f_d为针对调频而设置的门槛值即所述预设的阈值β，f_N为电网母线的额定频率且为预设值，δ％为调差率且为预设值。