[发明专利]新能源并网有功高可靠性自动控制系统

摘要

本发明公开了一种新能源并网有功高可靠性自动控制系统，属于新能源并网控制技术领域。本发明在电网调度端设置中心站、在与新能源并网相关稳定断面接入变电站设置控制子站、在新能源场站设置执行站，融入电网调控系统实时信息、控制功能和场站监控系统控制功能，以及离线控制策略。本发明综合考虑精度和实时性，针对控制系统通信异常、站点异常、控制策略生成及实施进行可靠性设计，确保在中心站、控制子站和执行站控制装置分别异常时可对场站进行优化控制，在场站监控系统未及时将场站有功降到指令值或场站监控系统异常时，能够对场站实施紧急控制，以及在中心站、控制子站和执行站控制装置都异常时，还可控制场站按当前有功缓慢下降运行。

主权项

1.新能源并网有功高可靠性自动控制系统，其特征在于，控制系统包括调度端中心站和厂站端控制站，其中：

厂站端控制站分为非新能源场站的变电站端控制站和新能源场站内控制站，将非新能源场站的变电站端控制站简称为控制子站，将新能源场站内控制站简称为执行站；

控制子站包括控制子站的控制装置和站内监控系统，所述站内监控系统运行控制子站的实时信息采集与汇集模块、实时信息上送模块、新能源场站有功在线控制策略接收模块、新能源场站有功实时控制策略生成模块和新能源场站有功实时控制策略下发模块；

执行站包括执行站的控制装置和场站监控系统，所述场站监控系统运行执行站的实时信息采集模块、实时信息上送模块、新能源场站有功实时控制策略接收模块和新能源场站有功实时控制策略执行模块；

调度端中心站运行调度端中心站的厂站端控制站实时信息汇集模块、新能源场站有功在线控制策略计算模块、新能源场站有功在线控制策略下发模块和新能源场站有功在线控制策略计算控制模块；

所述调度端中心站的厂站端控制站实时信息汇集模块负责按照设定的调度端中心站汇集厂站端控制站实时信息的周期，接收控制子站及执行站上送的控制装置实时运行信息和实测信息，并根据汇集的实时信息生成用于判断新能源场站有功在线控制策略适应性的标识，并将该标识称之为“中心站方式字”，将设定的调度端中心站汇集厂站端控制站实时信息的周期记为T₁；

所述调度端中心站的新能源场站有功在线控制策略计算模块负责首先从电网调控系统获取最新的电网状态估计数据，若最新的电网状态估计数据所对应的电网运行时刻与当前时刻之间的时长大于设定的电网状态估计数据有效时长，则重新获取最新的电网状态估计数据，直至最新的电网状态估计数据所对应的电网运行时刻与当前时刻之间的时长小于等于设定的电网状态估计数据有效时长，然后，将“中心站方式字”作为在线策略的标识，将在线策略的标识称之为“在线策略方式字”，根据控制系统结构和执行站实时信息生成可控新能源场站及其可控量的集合，记为C，再基于所述厂站端控制站实时信息汇集模块汇集的控制子站、执行站上送的实测信息和最新的电网状态估计数据生成反映电网实时运行状态的潮流计算数据，最后，基于电网实时潮流计算数据和C中新能源场站有功出力预测数据，计及电网运行约束和现货交易约束，以C中新能源场站有功出力之和最大化为目标，通过优化计算得到新能源场站有功在线控制策略和相应的常规电站有功控制策略；

所述调度端中心站的新能源场站有功在线控制策略下发模块负责在所述新能源场站有功在线控制策略计算模块生成了新能源场站有功在线控制策略时，根据控制系统结构，将新能源场站有功在线控制策略及“在线策略方式字”按控制子站分解下发给相应的控制子站，若控制子站停运或异常，则根据控制系统结构将由该控制子站负责实施的新能源场站有功在线控制策略按执行站分解直接下发给相应的执行站，直至停运或异常的控制子站恢复正常运行为止；

所述调度端中心站的新能源场站有功在线控制策略计算控制模块负责在所述厂站端控制站实时信息汇集模块生成了“中心站方式字”时，进行以下处理：若“中心站方式字”与“在线策略方式字”不一致或当前时刻与上一轮新能源场站有功在线控制策略计算模块启动时刻之间的时长大于设定的新能源场站有功在线控制策略计算周期时，则启动新一轮新能源场站有功在线控制策略计算模块的运行，将设定的新能源场站有功在线控制策略计算周期记为T₂，T₂大于T₁；

所述控制子站的实时信息采集与汇集模块负责采集本站的控制装置实时运行信息和实测信息，以及根据控制系统结构按照设定的厂站端控制站之间信息交互周期，汇集相关控制子站采集与汇集的实时信息和相关执行站采集的实时信息，并根据采集与汇集的实时信息生成控制子站的方式标识，将该标识称之为“控制子站方式字”，将设定的厂站端控制站之间信息交互周期记为T₃，T₃小于T₁；

所述控制子站的实时信息上送模块负责根据控制系统结构按照T₁为周期向调度端中心站上送本站采集与汇集的控制装置实时运行信息和实测信息，以及根据控制系统结构按照T₃为周期向相应的控制子站发送本站采集与汇集的控制装置实时运行信息和实测信息；

所述控制子站的新能源场站有功在线控制策略接收模块负责接收调度端中心站根据控制系统结构按控制子站分解后下发的新能源场站有功在线控制策略及“在线策略方式字”；

所述控制子站的新能源场站有功实时控制策略生成模块负责在所述控制子站的新能源场站有功在线控制策略接收模块接收到调度端中心站下发的新能源场站有功在线控制策略及“在线策略方式字”时，若“在线策略方式字”与“控制子站方式字”一致，则将接收到的新能源场站有功在线控制策略作为新能源场站有功实时控制策略，若“在线策略方式字”与“控制子站方式字”不一致或在k₁T₂时间内没有接收到调度端中心站下发的新能源场站有功在线控制策略及“在线策略方式字”，则根据本站采集和汇集的实时信息，从离线策略表中搜索到当值控制策略，将当值控制策略作为新能源场站有功实时控制策略，其中k₁为大于1的设定参数；

所述控制子站的新能源场站有功实时控制策略下发模块负责在所述控制子站的新能源场站有功实时控制策略生成模块生成了新能源场站有功实时控制策略时，根据控制系统结构，将新能源场站有功实时控制策略按执行站分解下发给相应的执行站，

所述执行站的实时信息采集模块负责采集本站的控制装置实时运行信息和实测信息；

所述执行站的实时信息上送模块负责根据控制系统结构按照T₃为周期向相应的控制子站上送本站采集的控制装置实时运行信息和实测信息，按照T₁为周期直接向调度端中心站上送本站采集的控制装置实时运行信息和实测信息；

所述执行站的新能源场站有功实时控制策略接收模块负责接收控制子站下发的新能源场站有功实时控制策略，若在k₂T₂时间内没有接收到控制子站下发的新能源场站有功实时控制策略，则将接收到的调度端中心站下发的新能源场站有功在线控制策略作为新能源场站有功实时控制策略，直至能够接收到控制子站下发的新能源场站有功实时控制策略为止，若在k₂T₂时间内既没有接收到控制子站下发的新能源场站有功实时控制策略信息，也没有接收到的调度端中心站下发的新能源场站有功在线控制策略信息，则将本站采集的新能源场站实时有功按设定比例下降后的值与该新能源场站设定的最小保留容量二者中的最大值作为新能源场站有功实时控制策略对应的有功控制指令值，直至能够接收到控制子站或调度端中心站下发的新能源场站有功实时控制策略为止，其中k₂大于k₁；

所述执行站的新能源场站有功实时控制策略执行模块负责在所述执行站的新能源场站有功实时控制策略接收模块生成了新能源场站有功实时控制策略时，将新能源场站有功实时控制策略对应的有功控制指令值发送给新能源场站监控系统，由监控系统对新能源场站实施控制，同时根据本执行站控制装置采集的实测信息监测有功控制指令执行效果，若新能源场站有功实时控制策略是降低新能源场站有功出力且在设定的时间结束后其有功出