[发明专利]用于新能源场站的电力调频系统及方法

权利要求书

1.一种用于新能源场站的电力调频系统，其特征在于，包括：氢能发电模块、飞轮储能模块、复合调频控制模块、HAGC调控模块及负荷预测模块；

所述氢能发电模块与所述飞轮储能模块电连接，所述复合调频控制模块与所述HAGC调控模块、所述氢能发电模块及所述飞轮储能模块通讯连接，所述HAGC调控模块与所述负荷预测模块及电网调度侧通讯连接；

所述负荷预测模块用于监测电网中电力系统的功率，预测当前电网中电力负荷的有功功率，发送至HAGC调控模块；

所述HAGC调控模块接收电网调度侧发送的指令，对所述复合调频控制模块进行优化调控，以使所述复合调频控制模块实现对所述氢能发电模块与所述飞轮储能模块的协同调频控制，以平滑新能源场站的电能输出。

2.如权利要求1所述的用于新能源场站的电力调频系统，其特征在于，所述氢能发电模块包括氢燃料电池单元、辅助供电单元和第一电力电子设备；

其中，所述氢燃料电池单元为以氢气为反应介质的发电装置；

所述辅助供电单元为功率型电力储能供电设备；

所述第一电力电子设备为DC-AC转换设备，其输出功率根据所述氢燃料电池单元确定；

所述氢燃料电池单元与所述辅助供电单元输出相同的直流电压。

3.如权利要求2所述的用于新能源场站的电力调频系统，其特征在于，所述飞轮储能模块包括飞轮储能机组、第二电力电子设备和第三电力电子设备；

其中，所述飞轮储能机组与新能源场站电连接，用于存储和消纳新能源场站的电力资源；

所述飞轮储能机组与所述第二电力电子设备及所述第三电力电子设备电连接，通过所述第二电力电子设备进行电能量的调峰调频，通过所述第三电力电子设备为辅助供电单元提供电能补偿。

4.如权利要求1所述的用于新能源场站的电力调频系统，其特征在于，

所述HAGC调控模块将调频指令传输至所述复合调频控制模块；

所述复合调频控制模块将调频指令分别传输至氢燃料电池单元和飞轮储能机组，优先启动所述飞轮储能模块，判断飞轮储能模块的SOC是否小于60％，若是，则启动氢能发电模块，通过辅助供电单元为氢燃料电池单元的辅助设备供电，辅助供电单元通过第一电力电子设备进行调频响应；若否，则通过第二电力电子设备为飞轮储能模块供电，进行调频响应。

5.如权利要求4所述的用于新能源场站的电力调频系统，其特征在于，所述复合调频控制模块收到所述氢能发电模块的调频响应后，以第一电力电子设备为飞轮储能机组进行供电，使得飞轮储能机组的SOC60％，启动飞轮储能模块进行调频响应。

6.如权利要求4所述的用于新能源场站的电力调频系统，其特征在于，所述复合调频控制模块收到所述飞轮储能模块的调频响应后，以第三电力电子设备为氢能发电模块的辅助供电单元供电，启动氢能发电模块进行调频响应。

7.如权利要求5或6所述的用于新能源场站的电力调频系统，其特征在于，所述氢能发电模块的调频响应时间和/或所述飞轮储能模块的调频响应时间为毫秒级。

8.一种用于新能源场站的电力调频方法，其特征在于，实现如权利要求1至7中任意一项所述的用于新能源场站的电力调频系统对有功功率进行调节，以平滑新能源场站的电能输出，包括以下步骤：

S1.调取电网电力负荷的预测有功功率P_l；

S2.采集新能源场站的有功功率P_e；

S3.判断T₁时间内，新能源场站有功功率P_e的积分量TP_e是否小于预测有功功率P_l的积分量TP_l，若是，则执行步骤S4；若否，则通过飞轮储能模块将高于负荷预测的电能进行储存；

S4.启动氢能发电模块，响应时间为T_h，发电达到有功功率P_h后稳定输出；

S5.启动飞轮储能模块，响应时间为T_F，记录飞轮储能模块的有功功率P_F；

S6.通过调频复合控制模块，使在T₂时间内，氢能发电模块满足|P_e+P_F+P_h-P_l|＜5％～10％；

S7.获取T₃时间内的电力负荷的目标有功功率P_L；

S8.判断T₃时间内，预测有功功率P_l均值是否等于负载的目标功率P_L的均值，若是，则执行步骤S9；若否，则执行步骤S10；

S9.通过负荷预测模块对电力系统进行功率监测，重复步骤S6；

S10.通过HAGC调控模块的寻优算法对预测有功功率P_l进行数据修正，重复步骤S8。