[发明专利]一种基于电网周波采样的一次调频方法及新能源发电一次调频系统

说明书

本发明公开了一种基于电网周波采样的一次调频方法及系统，方法包括步骤：电压互感器从电网线路采样并降压、低通滤波器滤除高次谐波、过零检测电路对正弦波信号进行整形、一次调频器计算电网当前周期t’并进行调频计算。一次调频系统，包括发电组件、发电逆变器、电压互感器、信号调理电路、一次调频器、储能装置和储能逆变器。本发明利用CPU进行电网周波的精密计算，以更准确的电网周波数据作为调频运算的基础；在电网频率升高时，限制发电逆变器出力，并把多余的电能存储于储能装置中，在电网频率下降时，能依托于存储的电能快速提高并网有功功率，有助于提高电网稳定性。

技术领域

本发明涉及新能源发电领域，特别是涉及一种基于电网周波采样的一次调频方法及新能源发电一次调频系统。

背景技术

一次调频，是指电网的频率一旦偏离额定值时，电网中机组的控制系统就自动地控制机组有功功率的增减，限制电网频率变化，使电网频率维持稳定的自动控制过程。一次调频功能是动态的保证电网有功功率平衡的手段之一。当电网频率升高时，一次调频功能要求机组降低并网有功功率，反之，机组提高并网有功功率。电网要求所有的发电机组都必须具备一次调频的能力。

我国电力市场是由火电、水电、核电、光伏、风电、燃气发电等构成，目前具备一次调频能力的有火电、水电及燃气发电。现有技术中，火电、燃气发电在发电机组轴系上安装一个调速泵或60齿盘用于测量机组转速（并网时即电网周波），用以调节电网周波。

随着新能源高速发展，装机容量越来越大，一次调频能力被提到议事日程上。现有技术无法精确地测量电网周波，并把它作为调频运算的基础。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，一方面，提供一种基于电网周波采样的一次调频方法，利用电压互感器进行采样，利用一次调频器的CPU高速输入口进行电网周波的精密计算，以更准确的电网周波数据作为调频运算的基础，有助于提高电网稳定性。

另一方面，提供一种新能源发电一次调频系统，当电网频率上浮时，限制发电组件输出功率的同时进行多余电能的存储；当电网频率下降时，发电组件输出功率的同时储能装置释放电能，从而达到快速调节并网有功功率的目的，有助于提高一次调频的响应速度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于电网周波采样的一次调频方法，包括以下步骤：

S1：电压互感器从10KV（35KV 、110KV、220KV）电网线路上采样电网周波并降压；

S2：降压后的电网周波信号通过低通滤波器滤除高次谐波；

S3：过零检测电路对正弦波信号进行整形，得到与电网相同频率的方波信号；

S4：将步骤S3得到的方波信号输入到一次调频器的CPU中的高速输入口HSI计数并计算电网当前周期t’；

S5：根据步骤S4获得的周期数据进行调频计算，经过调频计算后使得每个新能源电站的目标功率P’= P0+ΔP=P0*（1+Δt/（t0*σ）），其中，P0为新能源电站的当前功率，ΔP为一次调频功率变化量，Δt= t’- t0，t0为电网额定周期，σ为一次调频不等率设定值。

所述的一次调频不等率设定值σ为2%-6%连续可调。

基于电网周波采样的一次调频方法，还包括一个储能步骤，当Δt＜0时，一次调频器限制发电逆变器的输出功率，将多余的电能存储于储能装置中；还包括一个释能步骤，当Δt＞0时，一次调频器控制发电逆变器的输出功率的同时控制储能逆变器的输出功率，储能装置释放其存储的电能。