CN108321819A - 基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法及其系统 - Google Patents

基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法及其系统 Download PDF

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Abstract

本发明的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法及其系统，方法包括故障监测子站将电网故障信息发送至协调控制主站和新能源控制子站；新能源控制子站接收电网故障信息后将其发送给新能源场站集中管控系统；新能源场站集中管控系统接收电网故障信息后，通过从新能源采集终端反馈的信息计算新能源脱网有功功率总量；新能源场站集中管控系统将本场站新能源脱网有功功率量发送至新能源控制子站；协调控制主站在计算出全网新能源脱网有功功率总量之后，电网执行站接收到所述速降直流功率控制命令后，实施速降直流功率控制。本发明利于新能源机组大规模脱网后的频率稳定紧急控制，有利于保障新能源高占比电网安全稳定运行。

Description

基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法及 其系统
技术领域
本发明涉及基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法及其系统，属于电力系统及其自动化技术领域。
背景技术
风电和太阳能发电凭借其技术相对成熟、资源异常丰富等优势，在世界各国新能源发展战略中均居于重要地位。然而，风电、太阳能发电等新能源电力在耐频、耐压等方面的性能明显弱于常规机组，交直流故障过程中，直流及近区风电功率跌落带来的瞬时性无功盈余冲击，易导致大规模新能源脱网，引发系统低频连锁反应，影响电网安全稳定运行，易触发低频减载动作损失大量负荷，严重时甚至导致电网崩溃。近些年，国内已有多起关于新能源机组批量脱网的事故发生。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法及其系统，在大规模新能源脱网时，精确计算功率损失量，采取可靠且经济的紧急控制措施，防止低频连锁反应导致的电网大量损失负荷甚至崩溃事故的发生，有利于保障新能源高占比电网安全稳定运行。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
本发明的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法包括以下几个步骤：故障监测子站将电网故障信息发送至协调控制主站和分布于各个新能源场站的新能源控制子站；新能源控制子站接收电网故障信息后将其发送给新能源场站集中管控系统；新能源场站集中管控系统接收电网故障信息后，通过从新能源采集终端反馈的信息计算新能源脱网有功功率总量；新能源场站集中管控系统将本场站新能源脱网有功功率量发送至新能源控制子站；新能源控制子站再将本场站新能源脱网有功功率量发送至其上一层的电网控制子站，电网控制子站可以有多层，经分布在电网中的各层电网控制子站逐级汇集、求和，得出多层电网控制子站中最上一层电网控制子站所辖范围内的新能源脱网有功功率总量，发送至协调控制主站，协调控制主站计算出全网新能源脱网有功功率总量；协调控制主站在计算出全网新能源脱网有功功率总量之后，结合接收到的故障监测子站发送的电网故障信息，及电网频率实时监测信息，判断出全网新能源脱网有功功率总量大于功率损失量门槛定值时，向电网执行站下发速降直流功率控制命令；电网执行站接收到所述速降直流功率控制命令后，按照控制容量在各个直流间平均分配，实施速降直流功率控制。本发明利于新能源机组大规模脱网后的频率稳定紧急控制，有利于保障新能源高占比电网安全稳定运行。
本发明的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，包括以下几个步骤：
S101：当分布于电网的故障监测子站检测到交直流故障，所述故障监测子站将交直流故障信息，以控制脉冲的形式持续发送至协调控制主站和分布于各个新能源场站的新能源控制子站；各个所述新能源控制子站接收到交直流故障信息后将其发送给新能源场站集中管控系统；
S102：所述新能源场站集中管控系统接收交直流故障信息后，判断控制脉冲持续发送时间是否达到脉冲持续时间设定门槛值T1，如果没有达到，则返回步骤S101，如果达到，则新能源集中管控系统计算出本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，新能源场站控制子站获得本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，将本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss上送到上一级电网控制子站，该层电网控制子站将其近区各个新能源场站上送的新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss求和，再上送到其上层电网控制子站，经各层电网控制子站层层汇集并求和，直至协调控制主站，所述协调控制主站计算出故障过程中全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss；
S103：协调控制主站接收所述交直流故障信息后，获取所述全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss，判断全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss是否大于功率损失量门槛定值Pset_mk，如果否，则结束，如果是，则转向步骤S104；
S104：协调控制主站接收所述交直流故障信息，获取电网频率f，判断电网频率f是否跌落到小于低频门槛定值Fset_mk，如果否则结束，如果是，则转向步骤S105；
S105：所述协调控制主站向电网控制执行站下发速降直流功率控制容量命令PDC_i，按实际总控制容量刚好大于等于Psum_loss的原则，在各个直流间平均分配控制容量；所述电网控制执行站接收到速降直流功率控制命令后，快速回降关联直流功率；各关联直流速降功率控制容量计算公式为：其中，PDC_i为第i回直流需要快速回降的功率；m为关联直流数量。
步骤S101中，当分布于电网的故障监测子站没有检测到交直流故障时，所述新能源采集新能源机组并网点的电压和电流量，计算新能源机组的有功功率，判断脱网、进入低电压穿越状态，并将新能源机组的有功功率和状态信息发送至新能源场站集中管控系统，所述新能源场站集中管控系统扫描场站内所有新能源机组信息。
步骤S101中，所述故障监测子站将电网故障信息通过基于光纤的高速数字通信网络发送至协调控制主站和分布于各个新能源场站的新能源控制子站。
步骤S102中，所述本场站新能源脱网有功功率总量具体的计算方法如下：假设新能源场站集中管控系统接收到新能源场站控制子站发送控制脉冲的时刻为t1、控制脉冲收回/消失的时刻为t2，将t1往前推T2时刻的新能源场站内所有机组的有功功率和状态信息与t2时刻相比，新能源场站集中管控系统即计算得出本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，其中，m为新能源场站内的新能源机组总台数，Pi_gen_loss为第i台脱网的风机未脱网前的有功功率。
上述全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss计算公式为：其中，n为全网内新能源厂站总数量，Pj_sta_loss为第j新能源场站新能源脱网有功功率总量；Pj_sta_loss经本站新能源场站集中管控系统计算，发送给本站新能源场站控制子站，本站新能源场站控制子站将其发送给上层电网控制子站，然后由电网控制子站逐级汇集，最终发送给协调控制主站，由协调控制主站计算出全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss。
步骤S102中，所述脉冲持续时间设定门槛值T1整定为从交直流故障发生、新能源大规模脱网、电网频率第一次跌落到控制脉冲收回低频门槛定值Fpusle_del_mk以下时所用的时间。
步骤S103中，所述功率损失量门槛定值Pset_mk为10MW。
步骤S104中，所述低频门槛定值Fset_mk为49.20Hz。
本发明的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降系统，包括多个新能源采集终端、至少一个新能源场站集中管控系统、至少一个故障监测子站、至少一个新能源场站控制子站、至少一个各层电网控制子站、协调控制主站和至少一个电网控制执行站；所述新能源采集终端、新能源场站集中管控系统和新能源场站控制子站配置在新能源场站，所述故障监测子站配置在主网交流或直流站，所述电网控制子站配置在枢纽变电站，协调控制主站配置在枢纽站；所述新能源采集终端，用于采集新能源机组并网点的电压和电流量，计算新能源机组的有功功率，判断脱网、进入低电压穿越状态，并将新能源机组的有功功率和状态信息发送至新能源场站集中管控系统；所述新能源场站集中管控系统，用于扫描场站内所有新能源机组信息，接收新能源场站控制子站的控制脉冲信号，并将本新能源场站的新能源脱网有功功率总量发送至站内新能源场站控制子站；所述故障监测子站，用于判断、识别电网的交直流故障信息，并将电网交直流故障信息发送至协调控制主站和新能源场站控制子站；所述新能源场站控制子站，用于接收故障监测子站发送的交直流故障信息、新能源场站内新能源场站集中管控系统发送的本新能源场站的新能源脱网有功功率总量，将本新能源场站的新能源脱网有功功率总量发送至上一级的各层电网控制子站；所述各层电网控制子站，用于接收近区多个新能源场站控制子站上送的新能源脱网有功功率量，并计算近区新能源脱网有功功率总量，然后在电网控制子站逐级汇集，最终发送给协调控制主站；所述协调控制主站，用于接收故障监测子站发送的电网交直流故障信息、电网控制子站发送的新能源脱网有功功率总量，且判断所在节点频率跌落程度；当其接收到故障发生，且判断出新能源脱网有功功率总量大于功率损失量门槛定值Pset_mk且电网频率f跌落到小于低频门槛定值Fset_mk，将PDC_i平均分配到关联电网控制执行站，按照实际控制容量刚好大于等于Psum_loss的原则快速回降各回关联直流功率；其中，PDC_i为第i回直流需要快速回降的功率；m为关联直流数量；所述电网控制执行站，用于接收协调控制主站发送的速降直流功率控制命令，速降电网控制执行站所关联的直流的功率，实现快速的直流功率控制。
在电网发生交直流故障时，故障监测子站通过基于光纤的高速数字通信网络发送交直流故障信息给协调控制主站和新能源场站控制子站；所述高速数字通信网络的传输能力不小于1Mbps。
本发明在监测到电网交直流故障发生时，故障监测子站将电网交直流故障信息发送至协调控制主站和分布于各个新能源场站的新能源场站控制子站，然后协调控制主站计算全网新能源脱网有功功率总量、判断电网频率是否满足需要采取低频控制，如果满足，则选取符合紧急降功率条件的直流，并向安装在直流换流站的电网控制执行站下发速降直流功率控制命令；最后电网控制执行站接收到所述速降直流功率控制命令后，紧急回降直流功率。在监测到电网发生交直流故障，且电网频率满足需要采取低频控制条件，说明此时全网新能源脱网有功功率总量较大，此时选取符合紧急降功率条件的直流并采取紧急回降直流功率控制，阻断低频连锁反应同时能够避免大量负荷损失，保障新能源高占比电网持续安全稳定运行。
附图说明
图1为本发明方法的流程图；
图2为本发明系统的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，包括以下步骤：在故障监测子站监测到电网发生交流或直流故障时，故障监测子站将电网故障信息发送至协调控制主站和分布于各个新能源场站的新能源控制子站；各个新能源控制子站接收所述控制脉冲后，将控制脉冲发往本场站的新能源场站集中管控系统；新能源场站集中管控系统接收所述控制脉冲时，立即启动计算程序，控制脉冲消失后，计算得出本新能源场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss；新能源场站集中管控系统将本场站的新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss发送至新能源场站控制子站；新能源场站控制子站分别将本场站的新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss发送至上一级的电网控制子站；电网控制子站接收近区多个新能源场站控制子站上送的本新能源场站的新能源脱网有功功率量，并计算该电网控制子站近区新能源脱网有功功率总量，然后经过分布在电网中的各层电网控制子站逐级汇集，最终在电网中的各层电网控制子站的最上一层电网控制子站计算出各自近区新能源脱网有功功率总量Px_sum_loss发送给协调控制主站，所述各自近区新能源脱网有功功率总量Px_sum_loss表示某一电网范围内，各层电网控制子站的最上一层的第x个电网控制子站计算出的该范围内新能源脱网有功功率总量；电网中的各层电网控制子站的最上一层电网控制子站将其近区新能源脱网有功功率总量Px_sum_loss发送至协调控制主站，协调控制主站计算出全网新能源功率总脱网量Psum_loss；协调控制主站在接收到故障监测子站发送的电网交直流故障信息之后，结合接收到的全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss，实时监测到电网频率信息，若电网频率f跌落到小于低频门槛定值Fset_mk，并且全网新能源功率总脱网量Psum_loss大于功率损失量门槛定值Pset_mk，则协调控制主站向所述电网执行站下发速降直流功率控制命令，所述速降直流功率控制命令包括指定的直流、控制容量等，所述控制容量将Psum_loss在指定的直流间按照直流个数平均分配；电网执行站接收到所述速降直流功率控制命令后，按照要求的速降容量快速降低直流输送功率。
故障监测子站将电网故障信息发往新能源场站控制子站时，实时监测本地的电网频率信息，若电网频率f跌落到小于控制脉冲收回低频门槛定值Fpusle_del_mk，则收回控制脉冲，脉冲持续时间记为T1。
新能源场站集中管控系统接收所述控制脉冲开始和控制脉冲消失后，计算得出本新能源场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss的处理步骤，具体包括：新能源采集终端通过采集新能源机组并网点的电压和电流量，计算新能源机组的有功功率，并判断脱网、进入低电压穿越等状态；新能源采集终端将各台新能源机组的有功功率和状态等信息，上送到新能源场站集中管控系统；新能源场站集中管控系统中能够实时掌握整个新能源场站内所有机组的有功功率和状态等信息，并能够将数据存储一定时间；假设新能源场站集中管控系统接收到新能源场站控制子站发送控制脉冲的时刻为t1、控制脉冲收回(消失)时刻为t2，将t1往前推T2时刻的新能源场站内所有机组的有功功率和状态等信息与t2时刻相比，其中，T2可以是200ms甚至更大些。新能源场站集中管控系统即计算得出本新能源场站因机组脱网导致的新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，避免将因进组进入低电压穿越导致的有功功率损失量计算在内。计算公式为：其中，m为该新能源场站内的新能源机组总台数，Pi_gen_loss为第i台脱网的风机未脱网前的有功功率。
全网新能源功率总脱网量Psum_loss的处理步骤，具体包括：所述全网新能源脱网有功功率总量计算公式为：其中，n为全网内新能源厂站总数量，Pj_sta_loss为第j新能源场站新能源脱网有功功率总量。
基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降系统，其特征在于，包括：许多新能源采集终端、至少一个故障监测子站、至少一个新能源场站控制子站、至少一个新能源场站集中管控系统、至少一个各层电网控制子站、协调控制主站以及至少一个电网控制执行站；其中，所述新能源采集终端，用于采集新能源机组并网点的电压和电流量，计算新能源机组的有功功率，判断脱网、进入低电压穿越等状态，并将新能源机组的有功功率和状态信息发送至新能源场站集中管控系统；所述故障监测子站，用于监测、识别电网交直流故障，并发送交直流故障信息给新能源场站控制子站和协调控制主站；所述新能源场站控制子站，用于发送交直流故障信息给新能源场站集中管控系统，接收本新能源场站内新能源场站集中管控系统计算所得的新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，发送新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss给上一级的电网控制子站；所述新能源场站集中管控系统，用于接收新能源采集终端发送的新能源机组的有功功率和状态信息，实时掌握整个新能源场站内所有机组的有功功率和状态等信息，计算新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，发送给新能源场站控制子站；所述各层电网控制子站，用于接收新能源场站控制子站发送的新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，逐级汇集、计算新能源脱网有功功率总量，在电网中的各层电网控制子站的最上一层电网控制子站计算出全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss，发送全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss信息至协调控制主站；所述协调控制主站，用于接收所述电网交直流故障、全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss等信息后，获取主网的频率信息；在电网频率f跌落到小于低频门槛定值Fset_mk并且全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss大于功率损失量门槛定值Pset_mk时，协调控制主站向所述电网控制执行站下发速降直流功率控制命令；所述电网控制执行站，用于接收所述速降直流功率控制命令后，快速回降直流功率。
所述新能源场站集中管控系统，进一步还用于从所述新能源采集终端获取用于计算新能源脱网有功功率总量的机组有功功率和状态信息；通过比较特定时间窗口内各台新能源机组状态，在所述新能源机组状态符合脱网特征时，计算得出本新能源场站新能源脱网有功功率总量。所述协调控制主站、各层电网控制子站、故障监测子站、新能源场站控制子站按照分层分区原则组成一个典型的电网安全稳定控制系统。所述新能源场站控制子站、新能源场站集中管控系统和新能源采集终端按照分层原则构成一个单站新能源脱网有功功率总量计算子系统。
参见图1的，本发明的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法包括如下步骤：
S101：在主网发生交直流故障时，分布于电网中的故障监测子站发送交直流故障信息给协调控制主站和新能源场站控制子站；
在主网交流或直流站处配置故障监测子站，在电网发生交直流故障时，故障监测子站可以通过基于光纤的高速数字通信网络发送交直流故障信息给协调控制主站和新能源场站控制子站。其中，所述高速数字通信网络的传输能力应当不小于1Mbps，以使得所述交直流故障信息能够快速且稳定地发送至协调控制主站和新能源场站控制子站。
所述交直流故障信息在发往新能源场站控制子站时，以一种控制脉冲的形式持续发送一定时间，当控制脉冲持续发送时间达到脉冲持续时间设定门槛值T1时，收回控制脉冲；
所述脉冲持续时间设定门槛值T1，可以整定为从交直流故障发生、新能源大规模脱网、电网频率第一次跌落到控制脉冲收回低频门槛定值Fpusle_del_mk以下时所用的时间。优选地，所述控制脉冲收回低频门槛定值Fpusle_del_mk为49.45Hz。
S102：控制脉冲消失时，新能源场站控制子站将本场站的新能源脱网有功功率总量上送至电网控制子站；
所述新能源场站控制子站接收所述交直流故障信息后，将该信息转发给场站内的新能源场站集中管控系统，由其综合本场站内所有新能源采集终端的信息，计算出故障过程中本场站的新能源脱网有功功率总量；
所述新能源场站控制子站配置在新能源场站。各个新能源场站控制子站接收所述控制脉冲后，将控制脉冲发往本场站内的新能源场站集中管控系统，并接收新能源场站集中管控系统计算出的新能源脱网有功功率总量，发送到电网控制子站；
所述本场站的新能源脱网有功功率总量计算方法为：假设新能源场站集中管控系统接收到新能源场站控制子站发送控制脉冲的时刻为t1、控制脉冲收回(消失)时刻为t2，将t1往前推T2时刻的新能源场站内所有机组的有功功率和状态等信息与t2时刻相比，其中，T2可以是200ms甚至更大些。新能源场站集中管控系统即计算得出本新能源场站因机组脱网导致的新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，避免将因进组进入低电压穿越导致的有功功率损失量计算在内。计算公式为：其中，m为该新能源场站内的新能源机组总台数，Pi_gen_loss为第i台脱网的风机未脱网前的有功功率。
S103：协调控制主站接收所述交直流故障信息后，获取全网新能源脱网有功功率总量，若全网新能源脱网有功功率总量大于门槛值，进入步骤S104；
所述协调控制主站配置在重要的电网节点，优选地，优选地，所述重要的电网节点为直流换流站。
所述全网新能源脱网有功功率总量计算公式为：其中，n为全网内新能源厂站总数量，Pj_sta_loss为第j新能源场站新能源脱网有功功率总量。Pj_sta_loss经本站新能源场站集中管控系统计算，发送给本站新能源场站控制子站，本站新能源场站控制子站将其发送给上层电网控制子站，然后由电网控制子站逐级汇集，最终发送给协调控制主站，由协调控制主站计算出全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss。
所述功率损失量门槛定值Pset_mk，可以整定，作为一种必要的防误措施，优选地，所述功率损失量门槛定值为10MW。
S104：协调控制主站接收所述交直流故障信息，获取主网频率信息，若电网频率f跌落到小于低频门槛定值Fset_mk，协调控制主站向所述电网控制执行站下发速降直流功率控制命令；
所述主网频率信息，可以为在协调控制主站监测到的电网频率信息；
所述低频门槛定值Fset_mk，应略大于第三道防线低频减载第一轮定值，优选地，所述低频门槛定值Fset_mk为49.20Hz。
S105：电网控制执行站接收到所述速降直流功率控制命令后，快速回降直流功率。
电网控制执行站建立在可能的控制措施集中处，优选地，可以是直流换流站，每个电网控制执行站只关联一种控制资源类型。电网控制执行站接收到所述速降直流功率控制命令后，速降该电网控制执行站所关联的直流功率，实现快速的直流功率控制，以避免交直流故障、大规模新能源脱网连锁反应而造成的大量负荷损失。
本发明在监测到电网交直流故障发生时，故障监测子站将电网交直流故障信息发送至协调控制主站和分布于各个新能源场站的新能源场站控制子站，然后协调控制主站计算全网新能源脱网有功功率总量、判断电网频率是否满足需要采取低频控制，如果满足，则选取符合紧急降功率条件的直流，并向安装在直流换流站的电网控制执行站下发速降直流功率控制命令；最后电网控制执行站接收到所述速降直流功率控制命令后，紧急回降直流功率。在监测到电网发生交直流故障，且电网频率满足需要采取低频控制条件，说明此时全网新能源脱网有功功率总量较大，此时选取符合紧急降功率条件的直流并采取紧急回降直流功率控制，阻断低频连锁反应同时能够避免大量负荷损失，保障新能源高占比电网持续安全稳定运行。
在一种实施例中，上述步骤S101之前，进一步地还可包括以下步骤：
S201：所述新能源采集终端，用于采集新能源机组并网点的电压和电流量，计算新能源机组的有功功率，判断脱网、进入低电压穿越等状态，并将新能源机组的有功功率和状态信息发送至新能源场站集中管控系统。
S202：所述新能源场站集中管控系统，用于扫描场站内所有新能源机组信息，并具有一定的数据存储能力，以实现本新能源场站故障前后机组信息对比、新能源脱网有功功率总量计算等功能。
参见图2，其是本发明基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降系统一种实施例的结构框图。
基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降系统，包括：许多新能源采集终端201、至少一个新能源场站集中管控系统202、至少一个故障监测子站203、至少一个新能源场站控制子站204、至少一个各层电网控制子站205、协调控制主站206以及至少一个电网控制执行站207；其中，所述新能源采集终端201、新能源场站集中管控系统202和新能源场站控制子站204配置在新能源场站，所述故障监测子站203配置在主网交流或直流站，所述电网控制子站205配置在枢纽变电站，协调控制主站206配置在枢纽站，优先地，布置在直流换流站，电网控制执行站207配置在控制措施执行站处，优先地，布置在直流换流站。
所述新能源采集终端201，用于采集新能源机组并网点的电压和电流量，计算新能源机组的有功功率，判断脱网、进入低电压穿越等状态，并将新能源机组的有功功率和状态信息发送至新能源场站集中管控系统202。
所述新能源场站集中管控系统202，用于扫描场站内所有新能源机组信息，并具有一定的数据存储能力，接收新能源场站控制子站204的控制脉冲信号，以实现本新能源场站故障前后机组信息对比、新能源脱网有功功率总量计算等功能，可以将本新能源场站的新能源脱网有功功率总量发送至站内新能源场站控制子站204。
所述故障监测子站203，用于判断、识别电网的交直流故障信息，并将电网交直流故障信息发送至协调控制主站206和新能源场站控制子站204。
在电网发生交直流故障时，故障监测子站203可以通过基于光纤的高速数字通信网络发送交直流故障信息给协调控制主站206和新能源场站控制子站204。其中，所述高速数字通信网络的传输能力应当不小于1Mbps，以使得所述交直流故障信息能够快速且稳定地发送至协调控制主站206和新能源场站控制子站204。
所述新能源场站控制子站204，用于接收故障监测子站203发送的交直流故障信息、新能源场站内新能源场站集中管控系统202发送的本新能源场站的新能源脱网有功功率总量，将本新能源场站的新能源脱网有功功率总量发送至上一级的各层电网控制子站205。
所述各层电网控制子站205，用于接收近区多个新能源场站控制子站204上送的新能源脱网有功功率量，并计算近区新能源脱网有功功率总量，然后在电网控制子站逐级汇集，最终发送给协调控制主站。
所述协调控制主站206，用于接收故障监测子站203发送的电网交直流故障信息、电网控制子站205发送的新能源脱网有功功率总量，结合电网频率信息，判断是否满足速降直流功率控制条件。
所述电网控制执行站207，用于接收协调控制主站206发送的速降直流功率控制命令，速降电网控制执行站所关联的直流的功率，实现快速的直流功率控制。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
S101：当分布于电网的故障监测子站检测到交直流故障，所述故障监测子站将交直流故障信息，以控制脉冲的形式持续发送至协调控制主站和分布于各个新能源场站的新能源控制子站；各个所述新能源控制子站接收到交直流故障信息后将其发送给新能源场站集中管控系统；
S102：所述新能源场站集中管控系统接收交直流故障信息后，判断控制脉冲持续发送时间是否达到脉冲持续时间设定门槛值T1，如果没有达到，则返回步骤S101，如果达到，则新能源集中管控系统计算出本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，新能源场站控制子站获得本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，所述协调控制主站计算出故障过程中全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss；
S103：所述协调控制主站接收所述交直流故障信息后，获取所述全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss，判断全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss是否大于功率损失量门槛定值Pset_mk，如果否，则结束，如果是，则转向步骤S104；
S104：所述协调控制主站接收所述交直流故障信息，获取电网频率f，判断电网频率f是否跌落到小于低频门槛定值Fset_mk，如果否，则结束，如果是，则转向步骤S105；
S105：所述协调控制主站向电网控制执行站下发速降直流功率控制容量命令PDC_i，按实际总控制容量刚好大于等于Psum_loss的原则，在各个直流间平均分配控制容量；所述电网控制执行站接收到速降直流功率控制命令后，快速回降关联直流功率；各关联直流速降功率控制容量计算公式为：其中，PDC_i为第i回直流需要快速回降的功率；m为关联直流数量。
2.根据权利要求1所述的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，其特征在于，步骤S101中，当分布于电网的故障监测子站没有检测到交直流故障时，所述新能源采集新能源机组并网点的电压和电流量，计算新能源机组的有功功率，判断脱网、进入低电压穿越状态，并将新能源机组的有功功率和状态信息发送至新能源场站集中管控系统，所述新能源场站集中管控系统扫描场站内所有新能源机组信息。
3.根据权利要求1所述的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，其特征在于，步骤S101中，所述故障监测子站将电网故障信息通过基于光纤的高速数字通信网络发送至协调控制主站和分布于各个新能源场站的新能源控制子站。
4.根据权利要求1所述的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，其特征在于，步骤S102中，所述本场站新能源脱网有功功率总量具体的计算方法如下：
假设新能源场站集中管控系统接收到新能源场站控制子站发送控制脉冲的时刻为t1、控制脉冲收回/消失的时刻为t2，将t1往前推T2时刻的新能源场站内所有机组的有功功率和状态信息与t2时刻相比，新能源场站集中管控系统即计算得出本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，其中，m为新能源场站内的新能源机组总台数，Pi_gen_loss为第i台脱网的风机未脱网前的有功功率。
5.根据权利要求1所述的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，其特征在于，所述全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss计算公式为：
其中，n为全网内新能源厂站总数量，Pj_sta_loss为第j新能源场站新能源脱网有功功率总量；
Pj_sta_loss经本站新能源场站集中管控系统计算，发送给本站新能源场站控制子站，本站新能源场站控制子站将其发送给上层电网控制子站，然后由电网控制子站逐级汇集，最终发送给协调控制主站，由协调控制主站计算出全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss。
6.根据权利要求1所述的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，其特征在于，步骤S102中，所述脉冲持续时间设定门槛值T1整定为从交直流故障发生、新能源大规模脱网、电网频率第一次跌落到控制脉冲收回低频门槛定值Fpusle_del_mk以下时所用的时间。
7.根据权利要求1所述的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，其特征在于，步骤S103中，所述功率损失量门槛定值Pset_mk为10MW。
8.根据权利要求1所述的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，其特征在于，步骤S104中，所述低频门槛定值Fset_mk为49.20Hz。
9.根据权利要求1所述的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降系统，其特征在于，包括多个新能源采集终端、至少一个新能源场站集中管控系统、至少一个故障监测子站、至少一个新能源场站控制子站、至少一个各层电网控制子站、协调控制主站和至少一个电网控制执行站；
所述新能源采集终端、新能源场站集中管控系统和新能源场站控制子站配置在新能源场站，所述故障监测子站配置在主网交流或直流站，所述电网控制子站配置在枢纽变电站，协调控制主站配置在枢纽站；
所述新能源采集终端，用于采集新能源机组并网点的电压和电流量，计算新能源机组的有功功率，判断脱网、进入低电压穿越状态，并将新能源机组的有功功率和状态信息发送至新能源场站集中管控系统；
所述新能源场站集中管控系统，用于扫描场站内所有新能源机组信息，接收新能源场站控制子站的控制脉冲信号，并将本新能源场站的新能源脱网有功功率总量发送至站内新能源场站控制子站；
所述故障监测子站，用于判断、识别电网的交直流故障信息，并将电网交直流故障信息发送至协调控制主站和新能源场站控制子站；
所述新能源场站控制子站，用于接收故障监测子站发送的交直流故障信息、新能源场站内新能源场站集中管控系统发送的本新能源场站的新能源脱网有功功率总量，将本新能源场站的新能源脱网有功功率总量发送至上一级的各层电网控制子站；
所述各层电网控制子站，用于接收近区多个新能源场站控制子站上送的新能源脱网有功功率量，并计算近区新能源脱网有功功率总量，然后在电网控制子站逐级汇集，最终发送给协调控制主站；
所述协调控制主站，用于接收故障监测子站发送的电网交直流故障信息、电网控制子站发送的新能源脱网有功功率总量，且判断所在节点频率跌落程度；当其接收到故障发生，且判断出新能源脱网有功功率总量大于功率损失量门槛定值Pset_mk且电网频率f跌落到小于低频门槛定值Fset_mk，将PDC_i平均分配到关联电网控制执行站，按照实际控制容量刚好大于等于Psum_loss的原则快速回降各回关联直流功率；其中，PDC_i为第i回直流需要快速回降的功率；m为关联直流数量；
所述电网控制执行站，用于接收协调控制主站发送的速降直流功率控制命令，速降电网控制执行站所关联的直流的功率，实现快速的直流功率控制。
10.根据权利要求9所述的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降系统，其特征在于，在电网发生交直流故障时，故障监测子站通过基于光纤的高速数字通信网络发送交直流故障信息给协调控制主站和新能源场站控制子站；所述高速数字通信网络的传输能力不小于1Mbps。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109950929A (zh) * 2019-04-03 2019-06-28 国电南瑞科技股份有限公司 一种应对大规模新能源机组低电压穿越的紧急控制方法及其系统
CN110797905A (zh) * 2018-08-02 2020-02-14 电力规划总院有限公司 一种风电机组低电压穿越的控制方法、装置及存储介质
CN112087003A (zh) * 2020-08-27 2020-12-15 国网电力科学研究院有限公司 一种新能源集中式的频率校正控制系统及控制方法
CN112104009A (zh) * 2020-08-27 2020-12-18 国网电力科学研究院有限公司 一种新能源集中式的频率校正防误方法和系统
CN112910003A (zh) * 2021-03-09 2021-06-04 青海绿能数据有限公司 新能源发电机组并网运行实时监测系统及其故障控制方法
CN113364116A (zh) * 2021-04-27 2021-09-07 浙江华云信息科技有限公司 一种基于通讯控制器的新能源子站故障监控方法及装置
CN113964862A (zh) * 2021-09-30 2022-01-21 国电南瑞科技股份有限公司 一种新能源电站感知控制系统和方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120159198A1 (en) * 2010-12-16 2012-06-21 Advanced Micro Devices, Inc. Processor power limit management
CN104578106A (zh) * 2015-01-05 2015-04-29 国网宁夏电力公司电力科学研究院 一种避免风电场脱网的无功控制域计算方法
CN106033888A (zh) * 2015-03-19 2016-10-19 国家电网公司 基于速降直流灵敏度的交流线路故障安控量在线评估方法
CN106159945A (zh) * 2016-08-05 2016-11-23 三峡大学 一种基于多场景模式下的风电连锁脱网路径链搜寻方法
CN106340907A (zh) * 2016-09-30 2017-01-18 国家电网公司 一种电力系统安全稳定控制策略确定方法及装置
CN106505563A (zh) * 2016-12-02 2017-03-15 武汉大学 一种电网故障下并网变流器韧性评估方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120159198A1 (en) * 2010-12-16 2012-06-21 Advanced Micro Devices, Inc. Processor power limit management
CN104578106A (zh) * 2015-01-05 2015-04-29 国网宁夏电力公司电力科学研究院 一种避免风电场脱网的无功控制域计算方法
CN106033888A (zh) * 2015-03-19 2016-10-19 国家电网公司 基于速降直流灵敏度的交流线路故障安控量在线评估方法
CN106159945A (zh) * 2016-08-05 2016-11-23 三峡大学 一种基于多场景模式下的风电连锁脱网路径链搜寻方法
CN106340907A (zh) * 2016-09-30 2017-01-18 国家电网公司 一种电力系统安全稳定控制策略确定方法及装置
CN106505563A (zh) * 2016-12-02 2017-03-15 武汉大学 一种电网故障下并网变流器韧性评估方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
国建宝等: "基于扩展等面积法分析直流降功率速率对系统稳定性影响", 《电测与仪表》 *
林桥等: "兴安直流系统的紧急直流功率回降参数研究", 《电测与仪表》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110797905A (zh) * 2018-08-02 2020-02-14 电力规划总院有限公司 一种风电机组低电压穿越的控制方法、装置及存储介质
CN109950929A (zh) * 2019-04-03 2019-06-28 国电南瑞科技股份有限公司 一种应对大规模新能源机组低电压穿越的紧急控制方法及其系统
CN109950929B (zh) * 2019-04-03 2022-08-30 国电南瑞科技股份有限公司 一种应对大规模新能源机组低电压穿越的紧急控制方法及其系统
CN112087003A (zh) * 2020-08-27 2020-12-15 国网电力科学研究院有限公司 一种新能源集中式的频率校正控制系统及控制方法
CN112104009A (zh) * 2020-08-27 2020-12-18 国网电力科学研究院有限公司 一种新能源集中式的频率校正防误方法和系统
CN112087003B (zh) * 2020-08-27 2022-06-03 国网电力科学研究院有限公司 一种新能源集中式的频率校正控制系统及控制方法
CN112910003A (zh) * 2021-03-09 2021-06-04 青海绿能数据有限公司 新能源发电机组并网运行实时监测系统及其故障控制方法
CN113364116A (zh) * 2021-04-27 2021-09-07 浙江华云信息科技有限公司 一种基于通讯控制器的新能源子站故障监控方法及装置
CN113364116B (zh) * 2021-04-27 2024-03-29 浙江华云信息科技有限公司 一种基于通讯控制器的新能源子站故障监控方法及装置
CN113964862A (zh) * 2021-09-30 2022-01-21 国电南瑞科技股份有限公司 一种新能源电站感知控制系统和方法

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