CN113067368A - 基于高速通信网络监测的实现全场机组高低穿响应的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于高速通信网络监测的实现全场机组高低穿响应的方法，包括如下步骤：通过采集单元采集新能源场站并网点母线两侧的电压和电流值、并网点母线两侧的电网频率以及每个机组的运行状态以及机端电压和功率，并将采集数据通过高速通信网络发送到并网点监测设备；并网点监测设备接收采集数据，基于采集到的并网点电压和电流数据，计算新能源场站的实时有功功率和无功功率，并对并网点压进行正序电压、负序电压的分解以获取并网点正序电压、并网点负序电压以及各单相电压；当电网发生扰动时与高低穿阈值进行比较，并做出相应响应。防止系统扰动时，部分机组进入高低穿，导致大面积停机的现象发生。

Description

基于高速通信网络监测的实现全场机组高低穿响应的方法
技术领域
本发明涉及并网点稳定技术领域，具体为基于高速通信网络监测的实现全场机组高低穿响应的方法。
背景技术
新能源电站在现有技术方案中，均为单机监测单机并网点的电压。当单机判断出单机并网点的电压越过高穿或者低穿的阈值时，主动根据国标或者行业标准或者地方其他标准，启动高低穿策略，通过发出正序以及负序无功电流来支撑电网的电压，提高电网的稳定性，新能源电站在调试时会调节主变分接头以及单机相变分接头，在正常运行时，单机并网点电压在额定电压附近波动。但是不能完全保证所有单机的端口电压一致。当系统运行方式发生变化或者出现扰动时，某些单机就会发生高电压穿越或者低电压穿越。尤其是电站处在电网末梢，短路容量较小，电压波动比较频繁时，场站内个别部分单机发生低电压穿越的概率会更高。新能源场站均安装有AVC系统，当系统出现扰动时会主动调节无功补偿设备或者新能源单机来稳定电站并网点的电压。当调度系统下发的并网点电压指令过低或者过高时，也会触发部分单机的高低穿响应。如果以上情况发生的时间较长，就会造成进入高低穿的新能源机组高低穿失败而停机。停机达到一定规模后，由于电站损失了有功和无功，会造成连锁反应，导致全场单机进入高低穿响应，最终全场全部停机，为此我们提出基于高速通信网络监测的实现全场机组高低穿响应的方法用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供基于高速通信网络监测的实现全场机组高低穿响应的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于高速通信网络监测的实现全场机组高低穿响应的方法，包括如下步骤：
S1、通过采集单元采集新能源场站并网点母线两侧的电压和电流值、并网点母线两侧的电网频率以及每个机组的运行状态以及机端电压和功率，并将采集数据通过高速通信网络发送到并网点监测设备；
S2、并网点监测设备接收采集数据，基于采集到的并网点电压和电流数据，计算新能源场站的实时有功功率和无功功率，并对并网点压进行正序电压、负序电压的分解以获取并网点正序电压、并网点负序电压以及各单相电压；
S3、并网点监测设备依据采集得到的电网频率，当电网发生扰动时与高低穿阈值进行比较，并做出相应响应：
S301、当电网发生扰动但是电站并网点未超出高低穿阈值时，单机机组不进行高低穿响应；
S302、当电网发生扰动导致并网点的电压超出高低穿阈值时，由并网点监测设备通过高速通信网络，根据国标需求、行业标准以及地方电网的特殊规定，计算所有机组的电压、有功等运行状态，统一计算出并网点的无功电流，下发给新能源单机，完成并网点的高低穿响应；
S303、当电网发生扰动导致并网点的电压超出高低穿阈值时，由并网点监测设备通过高速通信网络，下发给单机当前电站并网点的正序电压、负序电压、各个单相电压，由单机接收到以上信息后，根据国标要求、行业标准以及地方电网的特殊规定，无论单机是否监测到本机并网点的电压是否越限，根据并网点监测设备下发的信息，完成高低电压穿越响应。
优选的一种实施案例，步骤S2中，所述并网点监测设备接收并网点电压数据后对其进行滤波处理，消除100HZ的杂波。
优选的一种实施案例，步骤S2中，将并网点正序电压、并网点负序电压分别除以电网母线额定电压，并乘以比例系数，从而输出无功功率给定值。
优选的一种实施案例，步骤S301中，所述并网点监测设备基于当前得到的实时有功功率值，计算出有功功率的目标调节值，所述新能源单机接收并网点监测设备下发的调节目标值后通过逆变器对自身有功功率进行调节，同时各采集单元将单机实时输出功率返回值发送给并网点监测设备，以此完成全站的有功调节。
优选的一种实施案例，步骤S3中，所述并网点监测设备向单机发送指令进行存在延时动作，当电网频率发生扰动且超过预设的高低穿阀值时，并网点监测设备将延时发送指令，以此达到避免由单机单一短路故障所引起的瞬时频率突变，进一步提高该装置的控制精度的操作。
优选的一种实施案例，所述并网点检测设备的延时调控区间控制在200-500毫秒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过并网点监测设备实时监测电网的电压以及并网点功率，同时也要接收每个机组的运行状态以及机端电压和功率，当电网发生扰动，通过并网点监测设备将扰动频率与高低穿阈值进行对比，当电网发生扰动但是电站并网点未超出高低穿阈值时，单机检测到本机并网点的电压已经越过高低穿电压阈值时也不进行高低穿响应，当电网发生扰动且并网点超出高低穿阈值时时，通过并网点监测设备下发给单机并网点电压信息，由单机根据信息实现本机的高低穿响应或者并网点监测设备下发给单机并网点电压信息以及正序无功电流和负序无功电流，单机根据命令实现本机的高低穿响应，实现智能相应的目的，防止系统扰动时，部分机组进入高低穿，导致大面积停机的现象发生。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：基于高速通信网络监测的实现全场机组高低穿响应的方法，包括如下步骤：
S1、通过采集单元采集新能源场站并网点母线两侧的电压和电流值、并网点母线两侧的电网频率以及每个机组的运行状态以及机端电压和功率，并将采集数据通过高速通信网络发送到并网点监测设备；
S2、并网点监测设备接收采集数据，基于采集到的并网点电压和电流数据，计算新能源场站的实时有功功率和无功功率，并对并网点压进行正序电压、负序电压的分解以获取并网点正序电压、并网点负序电压以及各单相电压；
S3、并网点监测设备依据采集得到的电网频率，当电网发生扰动时与高低穿阈值进行比较，并做出相应响应：
S301、当电网发生扰动但是电站并网点未超出高低穿阈值时，单机机组不进行高低穿响应；
S302、当电网发生扰动导致并网点的电压超出高低穿阈值时，由并网点监测设备通过高速通信网络，根据国标需求、行业标准以及地方电网的特殊规定，计算所有机组的电压、有功等运行状态，统一计算出并网点的无功电流，下发给新能源单机，完成并网点的高低穿响应；
进一步的，步骤S2中，所述并网点监测设备接收并网点电压数据后对其进行滤波处理，消除100HZ的杂波，避免杂波干扰。
进一步的，滤波操作可通过二阶带阻滤波器的传递函数：
Figure BDA0002948438670000051
式中ω＝2*π*100＝200πrad/s对应100Hz带阻滤波器，ξ为衰减系数，取0.707。
进一步的，步骤S2中，将并网点正序电压、并网点负序电压分别除以电网母线额定电压，并乘以比例系数，从而输出无功功率给定值。
进一步的，步骤S301中，所述并网点监测设备基于当前得到的实时有功功率值，计算出有功功率的目标调节值，所述新能源单机接收并网点监测设备下发的调节目标值后通过逆变器对自身有功功率进行调节，同时各采集单元将单机实时输出功率返回值发送给并网点监测设备，以此完成全站的有功调节。
进一步的，步骤S3中，所述并网点监测设备向单机发送指令进行存在延时动作，当电网频率发生扰动且超过预设的高低穿阀值时，并网点监测设备将延时发送指令，以此达到避免由单机单一短路故障所引起的瞬时频率突变，进一步提高该装置的控制精度的操作。
进一步的，所述并网点检测设备的延时调控区间控制在200-500毫秒。
实施例2
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：基于高速通信网络监测的实现全场机组高低穿响应的方法，包括如下步骤：
S1、通过采集单元采集新能源场站并网点母线两侧的电压和电流值、并网点母线两侧的电网频率以及每个机组的运行状态以及机端电压和功率，并将采集数据通过高速通信网络发送到并网点监测设备；
S2、并网点监测设备接收采集数据，基于采集到的并网点电压和电流数据，计算新能源场站的实时有功功率和无功功率，并对并网点压进行正序电压、负序电压的分解以获取并网点正序电压、并网点负序电压以及各单相电压；
S3、并网点监测设备依据采集得到的电网频率，当电网发生扰动时与高低穿阈值进行比较，并做出相应响应：
S301、当电网发生扰动但是电站并网点未超出高低穿阈值时，单机机组不进行高低穿响应；
S303、当电网发生扰动导致并网点的电压超出高低穿阈值时，由并网点监测设备通过高速通信网络，下发给单机当前电站并网点的正序电压、负序电压、各个单相电压，由单机接收到以上信息后，根据国标要求、行业标准以及地方电网的特殊规定，无论单机是否监测到本机并网点的电压是否越限，根据并网点监测设备下发的信息，完成高低电压穿越响应。
进一步的，步骤S2中，所述并网点监测设备接收并网点电压数据后对其进行滤波处理，消除100HZ的杂波。
进一步的，滤波操作可通过二阶带阻滤波器的传递函数：
Figure BDA0002948438670000061
式中ω＝2*π*100＝200πrad/s对应100Hz带阻滤波器，ξ为衰减系数，取0.707。
进一步的，步骤S2中，将并网点正序电压、并网点负序电压分别除以电网母线额定电压，并乘以比例系数，从而输出无功功率给定值。
优选的一种实施案例，步骤S301中，所述并网点监测设备基于当前得到的实时有功功率值，计算出有功功率的目标调节值，所述新能源单机接收并网点监测设备下发的调节目标值后通过逆变器对自身有功功率进行调节，同时各采集单元将单机实时输出功率返回值发送给并网点监测设备，以此完成全站的有功调节。
进一步的，步骤S3中，所述并网点监测设备向单机发送指令进行存在延时动作，当电网频率发生扰动且超过预设的高低穿阀值时，并网点监测设备将延时发送指令，以此达到避免由单机单一短路故障所引起的瞬时频率突变，进一步提高该装置的控制精度的操作。
进一步的，所述并网点检测设备的延时调控区间控制在200-500毫秒。
终上所述，本发明通过并网点监测设备实时监测电网的电压以及并网点功率，同时也要接收每个机组的运行状态以及机端电压和功率，当电网发生扰动，通过并网点监测设备将扰动频率与高低穿阈值进行对比，当电网发生扰动但是电站并网点未超出高低穿阈值时，单机检测到本机并网点的电压已经越过高低穿电压阈值时也不进行高低穿响应，当电网发生扰动且并网点超出高低穿阈值时时，通过并网点监测设备下发给单机并网点电压信息，由单机根据信息实现本机的高低穿响应或者并网点监测设备下发给单机并网点电压信息以及正序无功电流和负序无功电流，单机根据命令实现本机的高低穿响应，实现智能相应的目的，防止系统扰动时，部分机组进入高低穿，导致大面积停机的现象发生。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.基于高速通信网络监测的实现全场机组高低穿响应的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、通过采集单元采集新能源场站并网点母线两侧的电压和电流值、并网点母线两侧的电网频率以及每个机组的运行状态以及机端电压和功率，并将采集数据通过高速通信网络发送到并网点监测设备；
S2、并网点监测设备接收采集数据，基于采集到的并网点电压和电流数据，计算新能源场站的实时有功功率和无功功率，并对并网点压进行正序电压、负序电压的分解以获取并网点正序电压、并网点负序电压以及各单相电压；
S3、并网点监测设备依据采集得到的电网频率，当电网发生扰动时与高低穿阈值进行比较，并做出相应响应：
S301、当电网发生扰动但是电站并网点未超出高低穿阈值时，单机机组不进行高低穿响应；
S302、当电网发生扰动导致并网点的电压超出高低穿阈值时，由并网点监测设备通过高速通信网络，根据国标需求、行业标准以及地方电网的特殊规定，计算所有机组的电压、有功等运行状态，统一计算出并网点的无功电流，下发给新能源单机，完成并网点的高低穿响应；
S303、当电网发生扰动导致并网点的电压超出高低穿阈值时，由并网点监测设备通过高速通信网络，下发给单机当前电站并网点的正序电压、负序电压、各个单相电压，由单机接收到并网点检测设备发送的信息后，根据国标要求、行业标准以及地方电网的特殊规定，无论单机是否监测到本机并网点的电压是否越限，根据并网点监测设备下发的信息，完成高低电压穿越响应。
2.根据权利要求1所述的基于高速通信网络监测的实现全场机组高低穿响应的方法，其特征在于：步骤S2中，所述并网点监测设备接收并网点电压数据后对其进行滤波处理，消除100HZ的杂波。
3.根据权利要求1所述的基于高速通信网络监测的实现全场机组高低穿响应的方法，其特征在于：步骤S2中，将并网点正序电压、并网点负序电压分别除以电网母线额定电压，并乘以比例系数，从而输出无功功率给定值。
4.根据权利要求1所述的基于高速通信网络监测的实现全场机组高低穿响应的方法，其特征在于：步骤S301中，所述并网点监测设备基于当前得到的实时有功功率值，计算出有功功率的目标调节值，所述新能源单机接收并网点监测设备下发的调节目标值后通过逆变器对自身有功功率进行调节，同时各采集单元将单机实时输出功率返回值发送给并网点监测设备，以此完成全站的有功调节。
5.根据权利要求1所述的基于高速通信网络监测的实现全场机组高低穿响应的方法，其特征在于：步骤S3中，所述并网点监测设备向单机发送指令进行存在延时动作，当电网频率发生扰动且超过预设的高低穿阀值时，并网点监测设备将延时发送指令，以此达到避免由单机单一短路故障所引起的瞬时频率突变，进一步提高该装置的控制精度的操作。
6.根据权利要求5所述的基于高速通信网络监测的实现全场机组高低穿响应的方法，其特征在于：所述并网点检测设备的延时调控区间控制在200-500毫秒。
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