CN110854881A - 一种储能和光伏快速控制结合参与一次调频的方法 - Google Patents

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张霄
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Abstract

本发明涉及一种储能和光伏快速控制结合参与一次调频的方法，涉及电力系统一次调频领域，包括以下步骤：监测电网频率，并与50HZ比较得到频率差值；判断频率差值的情况，发出一次调频控制指令；根据控制指令，向储能单元发出控制信号，储能单元动作参与一次调频；若在预设时间内电网频率不能满足调频要求，则向光伏单元发出控制信号，光伏单元动作参与一次调频；该方法能够实现所在光伏电站的功率调节响应，参与电网系统的一次调频，提高系统的稳定性。

Description

一种储能和光伏快速控制结合参与一次调频的方法
技术领域
本发明涉及一种储能和光伏快速控制结合参与一次调频的方法，涉及电力系统频率调制领域。
背景技术
随着中国规模化消纳新能源计划的推进，光伏发电作为智能电网的重要组成部分，大规模光伏主动参与系统频率调整是电力系统为确保自身安全面临的必然选择。对于含高比例光伏的系统，光伏功率输出的波动以及负荷的频繁投切，系统动态频率极易产生波动。当系统出现频率故障时，通常采取切除光伏电站的解决方法，这也使得各方的利益矛盾凸显。而传统的稳控系统因其响应速度慢无法满足当今电网的安全稳定运行，为了能够更好的利用光伏发电，迫切需要光伏能够主动参与电力系统一次调频，与常规的火电和水电发电站一样，成为电网“友好型”电源，当系统故障或紧急事故发生时，参与系统一次调频协助系统快速进行功率平衡调节以便尽快使系统进入稳定状态。
为了能够实现新的要求，提出一种储能和光伏快速控制结合参与频率控制的方法，这能够使光伏发电有效地参与系统的一次调频。
发明内容
本发明专利所要解决的技术问题在于：提供一种储能和光伏快速控制结合参与频率控制的方法，当电网频率出现波动时，能够快速调节系统的出力，参与系统一次调频，提高系统的安全性和稳定性。
为实现上述技术问题，本专利提供一种储能和光伏快速控制结合的方法，该方法包括以下步骤：
(1)监测电网频率，并与50HZ比较得到频率差值；
(2)判断频率差值的情况，发出一次调频控制指令；
(3)根据控制指令，向储能单元发出控制信号，储能单元动作参与一次调频；
(4)若在预设时间内电网频率不能满足调频要求，则向光伏单元发出控制信号，光伏单元动作参与一次调频；
步骤(2)进一步分析为：当频率差值为正值且大于死区频率范围的正值时，发出输入控制指令；当频率差值为负值并小于死区频率范围的负值时，发出输出控制指令。
步骤(3)进一步分析为；判断控制指令，如果是输出控制指令，向储能单元发出放电控制信号，储能单元开始放电，如果是输入控制指令，向储能单元发出充电控制信号，储能单元开始充电。
步骤(4)进一步分析为：根据机组情况预设一个一次调频控制时间，若在预设时间内电网频率不能满足调频要求，向光伏单元发出控制信号；判断控制指令，如果是输出控制指令，向光伏单元发出放电控制信号，光伏单元进行快速控制提升输出功率，如果是输入控制指令，向光伏单元发出充电控制信号，光伏单元进行快速控制降低输出功率。
步骤(4)所用的光伏单元与控制单元建立了一个高速通讯以太网网络，采用了GOOSE、Ethercat等支持快速通讯的协议，搭建了光伏单元逆变器通讯与功率执行单元软硬件一体化的功率平台结构，使光伏单元具备快速接收信号并依照自身当前设备状态完成目标功率调节的能力；
一种储能和光伏快速控制结合参与一次调频的方法，其系统包括测量计算单元、判断单元、控制单元、储能单元、光伏单元；测量计算单元用于监测电网频率，计算电网频率与50HZ的频率差值，比较频率差值和死区频率范围，输出频率差值情况；判断单元用于判断频率差值情况，发出控制指令；控制单元用于判断控制指令以及分析调节时间，向储能单元和光伏单元发出控制信号；储能单元和光伏单元根据控制单元发出的控制信号进行动作响应；
本发明能够具有以下有益的效果：充分利用储能单元的充放电特性，保证光伏单元的出力情况，使之不被电网频率所干扰，避免切机切负荷造成的经济损失和不良社会影响。
附图说明
图1控制流程图；
具体实施方式
一种储能和光伏快速控制结合参与一次调频的方法，其系统包括测量计算单元、判断单元、控制单元、储能单元、光伏单元；测量计算单元用于监测电网频率，计算电网频率与50HZ的频率差值，比较频率差值和死区频率范围，输出频率差值情况；判断单元用于判断频率差值情况，发出控制指令；控制单元用于判断控制指令以及分析调节时间，向储能单元和光伏单元发出控制信号；储能单元和光伏单元根据控制单元发出的控制信号进行动作响应；
一种基于以上系统结构的储能和光伏快速控制结合参与一次调频的方法，其流程图1所示，具体包括以下步骤：
1)测量计算单元监测电网频率且预设有死区频率范围，将此刻的电网频率与固有频率50HZ进行对比得到频率差值，判断频率差值的正负情况；当频率差值为正值且大于死区频率范围的正值时，向判断单元输出1信号；当频率差值为负值并小于死区频率范围的负值时，向判断单元输出0信号。
2)判断单元根据测量计算单元输出的信号发出一次调频控制指令，当接收到的信号为1信号时，向控制单元发出输入控制指令；当接收到的信号为0信号时，向控制单元发出输出控制指令。
3)控制单元根据判断单元输出的控制指令对储能和光伏单元发出控制信号，控制单元内设有一个一次调频控制时间：
31)当控制单元接收到的指令为输入控制指令时，向储能单元发出充电控制信号；当控制单元接收到的指令为输出控制指令时，向储能单元发出放电控制信号；
32)控制单元接收到诊断单元发出的控制指令，会统计储能单元作用的时间，当统计时间超过一次调频控制时间时控制单元依旧收到判断单元输出的控制指令时，控制单元向光伏单元发出控制信号；当控制单元接收到的指令为输入控制指令时，向光伏单元发出功率下降信号；当控制单元接收到的指令为输出控制指令时，向光伏单元发出功率上升信号。
4)储能单元接收控制单元发出的控制信号，当控制信号为充电控制信号，储能单元开始充电；当控制信号为放电控制信号，储能单元开始放电。
5)光伏单元接收控制单元发出的控制信号，当控制信号为功率下降信号，光伏单元进行快速控制降低输出功率；当控制信号为供率上升信号，光伏单元进行快速控制提升输出功率。
光伏单元与控制单元建立了一个高速通讯以太网网络，采用了GOOSE、Ethercat等支持快速通讯的协议，搭建了光伏单元逆变器通讯与功率执行单元软硬件一体化的功率平台结构，使光伏单元具备快速接收信号并依照自身当前设备状态完成目标功率调节的能力。

Claims (6)

1.一种储能和光伏快速控制结合参与一次调频的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)监测电网频率，并与50HZ比较得到频率差值；
(2)判断频率差值的情况，发出一次调频控制指令；
(3)根据控制指令，向储能单元发出控制信号，储能单元动作参与一次调频；
(4)若在预设时间内电网频率不能满足调频要求，则向光伏单元发出控制信号，光伏单元动作参与一次调频。
2.根据权利要求1所述的一种储能和光伏快速控制结合参与一次调频的方法，其特征在于所述步骤2)判断频率差值的情况，发出一次调频控制指令；当频率差值为正值且大于死区频率范围的正值时，发出输出控制指令；当频率差值为负值并小于死区频率范围的负值时，发出输入控制指令。
3.根据权利要求1所述的一种储能和光伏快速控制结合参与频率控制的方法，其特征在于所述步骤3)根据控制指令，向储能单元发出控制信号，储能单元动作参与一次调频；判断控制指令，如果是输出控制指令，向储能单元发出放电控制信号，储能单元开始放电，如果是输入控制指令，向储能单元发出充电控制信号，储能单元开始充电。
4.根据权利要求1所述的一种储能和光伏快速控制结合参与频率控制的方法，其特征在于所述步骤4)根据机组情况预设一个一次调频控制时间，若在预设时间内电网频率不能满足调频要求，向光伏单元发出控制信号；判断控制指令，如果是输出控制指令，向光伏单元发出放电控制信号，光伏单元进行快速控制提升输出功率，如果是输入控制指令，向光伏单元发出充电控制信号，光伏单元进行快速控制降低输出功率。
5.根据权利要求1所述的一种储能和光伏快速控制结合参与频率控制的方法，其特征在于所用的光伏单元与控制单元建立了一个高速通讯以太网网络，采用了GOOSE、Ethercat等支持快速通讯的协议，搭建了光伏单元逆变器通讯与功率执行单元软硬件一体化的功率平台结构，使光伏单元具备快速接收信号并依照自身当前设备状态完成目标功率调节的能力。
6.一种储能和光伏快速控制结合参与一次调频的方法，其特征在于，包括测量计算单元、判断单元以及控制单元、储能单元、光伏单元；测量计算单元用于监测电网频率，计算电网频率与50HZ的频率差值，比较频率差值和死区频率范围，输出频率差值情况；判断单元用于判断频率差值情况，发出控制指令；控制单元用于判断控制指令以及分析调节时间，向储能单元和光伏单元发出控制信号；储能单元和光伏单元根据控制单元发出的控制信号进行动作响应。
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