CN114899888A - 一种光伏电站一次调频方法及系统 - Google Patents

一种光伏电站一次调频方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114899888A
CN114899888A CN202210521303.2A CN202210521303A CN114899888A CN 114899888 A CN114899888 A CN 114899888A CN 202210521303 A CN202210521303 A CN 202210521303A CN 114899888 A CN114899888 A CN 114899888A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photovoltaic
power
inverters
standby
active power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210521303.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114899888B (zh
Inventor
张照林
胡家兵
尚磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN202210521303.2A priority Critical patent/CN114899888B/zh
Publication of CN114899888A publication Critical patent/CN114899888A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114899888B publication Critical patent/CN114899888B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明提供一种光伏电站一次调频方法及系统，光伏逆变器在一次调频增发有功时投入的备用容量，可以通过短时过载和预留有功出力两种形式组成，合理利用光伏逆变器的短时过载能力作为其过载备用，在不影响设备正常运行的情况下，充分发掘光伏逆变器的超发能力，减少预留有功出力作为减载备用的比例，共同组成光伏逆变器的备用容量，提供一次调频增发功率支撑。并针对每台光伏逆变器的一次调频指令进行优化，实现了非一次调频期间光伏逆变器减少预留有功出力，甚至工作在额定功率。同时，本发明考虑了光伏逆变器的过载损耗，避免了光伏逆变器频繁通过短时过载提供一次调频增发功率，既不过度损耗光伏逆变器，又提高了光伏电站一次调频功能的经济性。

Description

一种光伏电站一次调频方法及系统
技术领域
本发明属于光伏电站调频领域，更具体地，涉及一种光伏电站一次调频方法及系统。
背景技术
随着电网中光伏渗透率的大幅增加，大规模的光伏电站将并网投产，现有大部分光伏电站不具备一次调频能力，在替代常规水火电机组时进一步削弱了电网的一次调频能力，带给电网巨大调频压力的同时严重威胁电网的安全运行，故障扰动下的系统频率调节特性逐渐恶化。由此光伏电站具备一次调频能力至关重要。
现有的一次调频方法在调频策略主要是预留光伏电池出力作为调频备用容量，这种策略会导致弃光、系统经济性变差，所以当前光伏减载调频尚未得到实际的推广和应用。为了在提高系统频率稳定的同时，提升新能源的利用率，必须在满足一次调频需求的同时，减少预留光伏出力，合理分配光伏调频指令，提升系统综合效益。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种光伏电站一次调频方法及系统，旨在解决现有的一次调频方法在调频策略主要是预留光伏电池出力作为调频备用容量，这种策略会导致弃光、系统经济性变差的问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种光伏电站一次调频方法，所述光伏电站包括M个光伏逆变器，包括如下步骤：
确定第m个光伏逆变器的理论可发有功率P和额定功率Pn，并将M个光伏逆变器按照对应的P值进行排序；m为小于等于M的正整数；
确定光伏电站最近的一次调频过程中各个光伏逆变器是否投入过载备用，并在所述排序的基础上将其中投入过载备用的I个光伏逆变器划分为第一组逆变器，未投入过载备用的J个光伏逆变器划分为第二组逆变器；所述过载备用指光伏逆变器利用短时过载可提供的一次调频增发功率能力；I+J＝M；I和J均为小于等于M的正整数；
按照所述排序确定第一组逆变器中各个光伏逆变器的过载备用和减载备用：当第i个光伏逆变器的理论可发有功功率Pi和额定功率Pni的关系为Pi>1.1*Pni时，将其过载备用设为0.1*Pni，减载备用设为0；当1.04*Pni≦Pi≦1.1*Pni时，将其过载备用设为Pi-Pni，减载备用设为1.1*Pni-Pi；当Pi≦1.04*Pni时，将其过载备用设为0，减载备用设为0.06*Pni；i为小于等于I的正整数；设置完前K个光伏逆变器的备用容量后，设第一组逆变器中前K个光伏逆变器的备用容量总和为AK，设光伏电站的装机容量为PN，当AK≧0.06*PN时，将第一组逆变器中后I-K个光伏逆变器的过载备用和减载备用均设为0，第二组逆变器的过载备用和减载备用均设为0，其中，当AK-1＜0.06*PN且AK＞0.06*PN时，将第K个光伏逆变器的备用容量重新设为0.06*PN-AK-1，所述备用容量为过载备用和减载备用之和；所述减载备用指光伏逆变器通过预留有功出力可提供的一次调频增发功率能力；K为小于等于I的正整数；
当第一组逆变器的备用容量总和AI＜0.06*PN时，将第二组逆变器的过载备用均设为0，减载备用总和设为0.06*PN-AI；
当光伏电站收到指令需要增发有功功率时，将每个光伏逆变器的有功出力上限修改为其额定功率与过载备用之和；按照所述排序将各个光伏逆变器的备用容量依次投入，直至投入的备用容量满足需求；
当光伏电站收到指令需要减发有功功率时，计算M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减功率，并结合需要减发的有功功率，确定对应的减发有功功率策略；所述策略包括：是否需要对个别光伏逆变器停机，若需要停机，选择哪些光伏逆变器停机，对未停机的光伏逆变器如何分配减发有功功率。
在一个可能的示例中，将第二组逆变器的减载备用总和设为0.06*PN-AI；具体为：
按照所述排序确定第二组逆变器中各个光伏逆变器的减载备用：设第j个光伏逆变器的额定功率为Pnj；将第j个光伏逆变器的减载备用设为0.06*Pnj；
当第二组逆变器中前T个光伏逆变器的减载备用总和BT≧0.06*PN-AI时，将第二组逆变器中后J-T个光伏逆变器的减载备用均设为0，其中，当BT-1＜0.06*PN-AI且BT＞0.06*PN-AI时，将第T个光伏逆变器的减载备用重新设为0.06*PN-AI-BT-1；j和T均为小于等于J的正整数。
在一个可能的示例中，所述当光伏电站收到指令需要减发有功功率时，计算M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减功率，并结合需要减发的有功功率，确定对应的减发有功功率策略，具体为：
确定M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减有功功率；
将指令指示的总减发有功功率值与全部可减有功功率比较，若总减发有功功率值大于全部可减有功功率，则将当前出力最小的一台光伏逆变器停机，并在总减发有功功率内减去停机光伏逆变器的功率，得到更新的总减发有功功率；
计算剩余运行光伏逆变器不停机情况下的更新全部可减有功功率，将所述更新的总减发有功功率与更新全部可减有功功率比较，并重复上述步骤，直至总减发有功功率不大于全部可减有功功率，或更新总减发有功功率不大于更新全部可减有功功率；
将最后一次计算得到的总减发有功功率按照各机组当前功率大小的比值分配。
在一个可能的示例中，该方法还包括如下步骤：
当光伏电站收到指令需要增发有功功率时，将每个光伏逆变器的有功出力上限修改为其额定功率与过载备用之和，之后当此次调频结束后，将每个光伏逆变器的有功出力上限设定为其额定功率。
在一个可能的示例中，所述计算M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减功率，具体为：
确定各个光伏逆变器即将停机的有功功率值，若光伏逆变器有功功率低于该值，光伏逆变器将会停机；所述即将停机的有功功率值大于光伏逆变器额定功率的20％，预留一定裕度，防止光伏逆变器意外停机；
将每个光伏逆变器的当前有功功率减去其即将停机的有功功率值，得到该光伏逆变器的可减有功功率；
将M个光伏逆变器的可减有功功率相加，得到全部可减有功功率。
第二方面，本发明提供了一种光伏电站一次调频系统，所述光伏电站包括M个光伏逆变器，包括：
逆变器排序单元，用于确定第m个光伏逆变器的理论可发有功率P和额定功率Pn，并将M个光伏逆变器按照对应的P值进行排序；m为小于等于M的正整数；
逆变器分组单元，用于确定光伏电站最近的一次调频过程中各个光伏逆变器是否投入过载备用，并在所述排序的基础上将其中投入过载备用的I个光伏逆变器划分为第一组逆变器，未投入过载备用的J个光伏逆变器划分为第二组逆变器；所述过载备用指光伏逆变器利用短时过载可提供的一次调频增发功率能力；I+J＝M；I和J均为小于等于M的正整数；
备用容量分配单元，用于按照所述排序确定第一组逆变器中各个光伏逆变器的过载备用和减载备用：当第i个光伏逆变器的理论可发有功功率Pi和额定功率Pni的关系为Pi>1.1*Pni时，将其过载备用设为0.1*Pni，减载备用设为0；当1.04*Pni≦Pi≦1.1*Pni时，将其过载备用设为Pi-Pni，减载备用设为1.1*Pni-Pi；当Pi≦1.04*Pni时，将其过载备用设为0，减载备用设为0.06*Pni；i为小于等于I的正整数；设置完前K个光伏逆变器的备用容量后，设第一组逆变器中前K个光伏逆变器的备用容量总和为AK，设光伏电站的装机容量为PN，当AK≧0.06*PN时，将第一组逆变器中后I-K个光伏逆变器的过载备用和减载备用均设为0，第二组逆变器的过载备用和减载备用均设为0，其中，当AK-1＜0.06*PN且AK＞0.06*PN时，将第K个光伏逆变器的备用容量重新设为0.06*PN-AK-1，所述备用容量为过载备用和减载备用之和；所述减载备用指光伏逆变器通过预留有功出力可提供的一次调频增发功率能力；K为小于等于I的正整数；以及当第一组逆变器的备用容量总和AI＜0.06*PN时，将第二组逆变器的过载备用均设为0，减载备用总和设为0.06*PN-AI；
增发有功单元，用于当光伏电站收到指令需要增发有功功率时，将每个光伏逆变器的有功出力上限修改为其额定功率与过载备用之和；按照所述排序将各个光伏逆变器的备用容量依次投入，直至投入的备用容量满足需求；
减发有功单元，用于当光伏电站收到指令需要减发有功功率时，计算M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减功率，并结合需要减发的有功功率，确定对应的减发有功功率策略；所述策略包括：是否需要对个别光伏逆变器停机，若需要停机，选择哪些光伏逆变器停机，对未停机的光伏逆变器如何分配减发有功功率。
在一个可能的示例中，所述备用容量分配单元将第二组逆变器的减载备用总和设为0.06*PN-AI；具体为：按照所述排序确定第二组逆变器中各个光伏逆变器的减载备用：设第j个光伏逆变器的额定功率为Pnj；将第j个光伏逆变器的减载备用设为0.06*Pnj；当第二组逆变器中前T个光伏逆变器的减载备用总和BT≧0.06*PN-AI时，将第二组逆变器中后J-T个光伏逆变器的减载备用均设为0，其中，当BT-1＜0.06*PN-AI且BT＞0.06*PN-AI时，将第T个光伏逆变器的减载备用重新设为0.06*PN-AI-BT-1；j和T均为小于等于J的正整数。
在一个可能的示例中，所述减发有功单元，确定M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减有功功率；将指令指示的总减发有功功率值与全部可减有功功率比较，若总减发有功功率值大于全部可减有功功率，则将当前出力最小的一台光伏逆变器停机，并在总减发有功功率内减去停机光伏逆变器的功率，得到更新的总减发有功功率；计算剩余运行光伏逆变器不停机情况下的更新全部可减有功功率，将所述更新的总减发有功功率与更新全部可减有功功率比较，并重复上述步骤，直至总减发有功功率不大于全部可减有功功率，或更新总减发有功功率不大于更新全部可减有功功率；以及将最后一次计算得到的总减发有功功率按照各机组当前功率大小的比值分配。
在一个可能的示例中，该系统还包括：
有限出力设定单元，用于当光伏电站收到指令需要增发有功功率时，将每个光伏逆变器的有功出力上限修改为其额定功率与过载备用之和，之后当此次调频结束后，将每个光伏逆变器的有功出力上限设定为其额定功率。
在一个可能的示例中，所述减发有功单元计算M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减功率，具体为：确定各个光伏逆变器即将停机的有功功率值，若光伏逆变器有功功率低于该值，光伏逆变器将会停机；所述即将停机的有功功率值大于光伏逆变器额定功率的20％，预留一定裕度，防止光伏逆变器意外停机；将每个光伏逆变器的当前有功功率减去其即将停机的有功功率值，得到该光伏逆变器的可减有功功率；以及将M个光伏逆变器的可减有功功率相加，得到全部可减有功功率。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明提供一种光伏电站一次调频方法及系统，创新提出由过载备用和减载备用组成备用容量的概念，光伏逆变器在一次调频增发有功时投入的备用容量，可以通过短时过载和预留有功出力两种形式组成，合理利用光伏逆变器的短时过载能力作为其过载备用，在不影响设备正常运行的情况下，充分发掘光伏逆变器的超发能力，减少预留有功出力作为减载备用的比例，共同组成光伏逆变器的备用容量，提供一次调频增发功率支撑。并通过算法针对每台光伏逆变器的一次调频指令进行优化，实现了非一次调频期间光伏逆变器减少预留有功出力，甚至工作在额定功率。同时，本发明考虑了光伏逆变器的过载损耗，避免了光伏逆变器频繁通过短时过载提供一次调频增发功率，通过算法创新，实现了既不过度损耗光伏逆变器，又提高了光伏电站一次调频功能的经济性，可以为光伏电站的高效经济一次调频提供解决方案。
附图说明
图1是本发明实施例提供的光伏电站一次调频方法流程图；
图2是本发明实施例提供的光伏电站一次调频系统架构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明适用于独立于AGC系统与光伏电站通信单元之外的一次调频系统。通过对光伏电站通信单元中光伏逆变器的运行信息/参数与光伏电站并网点频率进行分析处理，输出每个光伏逆变器的一次调频指令，实现少预留、多发电、快调频的目的。
需要说明的是，为表达清楚，在此对本发明中的一些名词做如下解释：光伏逆变器的理论可发有功指的是：光伏逆变器在当前工作环境下，不考虑逆变器有功出力限制，以最大限度的将光能转化为电能所能发出的有功功率。光伏电站的备用容量为所有光伏逆变器的备用容量之和。每台光伏逆变器的备用容量为其过载备用与减载备用之和，其中过载备用指光伏逆变器利用短时过载可提供的一次调频增发功率能力，减载备用指光伏逆变器通过预留有功出力可提供的一次调频增发功率能力。
图1是本发明实施例提供的光伏电站一次调频方法流程图；如图1所示，包括如下步骤：
S101，确定第m个光伏逆变器的理论可发有功率P和额定功率Pn，并将M个光伏逆变器按照对应的P值进行排序；m为小于等于M的正整数；
S102，确定光伏电站最近的一次调频过程中各个光伏逆变器是否投入过载备用，并在所述排序的基础上将其中投入过载备用的I个光伏逆变器划分为第一组逆变器，未投入过载备用的J个光伏逆变器划分为第二组逆变器；所述过载备用指光伏逆变器利用短时过载可提供的一次调频增发功率能力；I+J＝M；I和J均为小于等于M的正整数；
S103，按照所述排序确定第一组逆变器中各个光伏逆变器的过载备用和减载备用：当第i个光伏逆变器的理论可发有功功率Pi和额定功率Pni的关系为Pi>1.1*Pni时，将其过载备用设为0.1*Pni，减载备用设为0；当1.04*Pni≦Pi≦1.1*Pni时，将其过载备用设为Pi-Pni，减载备用设为1.1*Pni-Pi；当Pi≦1.04*Pni时，将其过载备用设为0，减载备用设为0.06*Pni；i为小于等于I的正整数；设置完前K个光伏逆变器的备用容量后，设第一组逆变器中前K个光伏逆变器的备用容量总和为AK，设光伏电站的装机容量为PN，当AK≧0.06*PN时，将第一组逆变器中后I-K个光伏逆变器的过载备用和减载备用均设为0，第二组逆变器的过载备用和减载备用均设为0，其中，当AK-1＜0.06*PN且AK＞0.06*PN时，将第K个光伏逆变器的备用容量重新设为0.06*PN-AK-1，所述备用容量为过载备用和减载备用之和；所述减载备用指光伏逆变器通过预留有功出力可提供的一次调频增发功率能力；K为小于等于I的正整数；
S104，当第一组逆变器的备用容量总和AI＜0.06*PN时，将第二组逆变器的过载备用均设为0，减载备用总和设为0.06*PN-AI；
S105，当光伏电站收到指令需要增发有功功率时，将每个光伏逆变器的有功出力上限修改为其额定功率与过载备用之和；按照所述排序将各个光伏逆变器的备用容量依次投入，直至投入的备用容量满足需求；
S106，当光伏电站收到指令需要减发有功功率时，计算M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减功率，并结合需要减发的有功功率，确定对应的减发有功功率策略；所述策略包括：是否需要对个别光伏逆变器停机，若需要停机，选择哪些光伏逆变器停机，对未停机的光伏逆变器如何分配减发有功功率。
在一个更为具体的实施例中，整个方法分为以下几步：
(1)根据光伏逆变器最大功率点跟踪(MPPT)算法计算得到的光伏逆变器理论可发有功进行从大到小排序，得到光伏逆变器理论可发有功序列。
(2)根据光伏逆变器在最近一次的调频过程中的实际调整量对光伏电站的光伏逆变器进行判断，判断其最近一次的调频过程中逆变器是否投入过载备用。
(3)对光伏电站的光伏逆变器进行筛选分组，对步骤1得到的光伏逆变器理论可发有功序列进行筛选，按照步骤2的判断筛选出序列中最近一次的调频过程中未投入过载备用的逆变器，为第一组，光伏逆变器数目为i。第二组为序列中最近一次的调频过程中投入了过载备用的逆变器，光伏逆变器数目为j。光伏电站逆变器总数为m个，i+j＝m。
(4)对步骤3得到的两组光伏逆变器分别计算每台光伏逆变器的过载备用和减载备用，这里的过载备用和减载备用计算策略为：合理利用光伏逆变器的短时过载能力，通过修改逆变器有功出力上限，使光伏逆变器可以在一次调频期间短时可发有功上限提升至1.1倍额定功率。首先计算第一组光伏逆变器的过载备用和减载备用，第一组光伏逆变器的过载备用和减载备用计算规则为：光伏逆变器理论可发有功大于1.1Pn时，修改其逆变器有功出力上限至1.1Pn，其过载备用为0.1Pn，减载备用为0；光伏逆变器理论可发有功在1.1Pn与1.04Pn之间时，修改其逆变器有功出力上限与该光伏逆变器理论可发有功相等，其过载备用为(该光伏逆变器理论可发有功-1.0Pn)，减载备用为(1.1Pn-该光伏逆变器理论可发有功)，光伏逆变器理论可发有功小于1.04Pn时，其逆变器有功出力上限维持Pn不变，其过载备用为0，减载备用为0.06Pn(其中Pn为光伏逆变器的额定容量)。基于光伏电站总备用容量需求6％PN(PN为光伏电站装机容量)，按照步骤1的排序，依次计算第一组光伏逆变器的备用容量A(n)，n＝1,2,…i，当A(n)＝6％PN时，该组剩余光伏逆变器的过载备用和减载备用均置为0，第二组光伏逆变器的过载备用和减载备用也置为0；当A(n)＞6％PN时，第n个光伏逆变器的备用容量为[6％PN-A(n-1)]，该组剩余光伏逆变器的过载备用和减载备用均置为0，第二组光伏逆变器的过载备用和减载备用也置为0；当A(i)<6％PN时，第一组备用容量不满足光伏电站总备用容量需求，则计算第二组光伏逆变器的过载备用和减载备用。
(5)计算第二组光伏逆变器的过载备用和减载备用，其需求为[6％PN-A(i)]，第二组光伏逆变器的过载备用和减载备用计算规则为：该组光伏逆变器的过载备用均为0，减载备用为0.06Pn。按照步骤1的排序，计算第二组光伏逆变器的备用容量B(n)，n＝1,2,…,j，当B(n)＝[6％PN-A(i)]时，该组剩余光伏逆变器的过载备用和减载备用均置为0。当B(n)>[6％PN-A(i)]时，第n个光伏逆变器的备用容量为[6％PN-A(i)-B(n-1)]，该组剩余光伏逆变器的过载备用和减载备用均置为0。以达到光伏电站总备用容量的需求，减少了预留光伏逆变器的有功出力，同时也避免光伏逆变器频繁短时过载以提供一次调频增发功率。
每个通讯周期采集相关信息，分析处理并计算得到各光伏逆变器的过载备用与减载备用并发送。
(6)根据采样得到的光伏电站并网点频率，判断是否进行一次调频，判断依据为：
f-fref>DB或者f-fref<-DB
光伏电站的一次调频总指令ΔPf为：
当并网点频率下降变化超过死区时，
Figure BDA0003643546940000101
当并网点频率增大变化超过死区时，
Figure BDA0003643546940000102
式中：fref为频率参考值；DB为频率死区；f为电网频率；ep为调差率；PE为光伏电站的额定功率。
当频率变化超过死区时，进入一次调频状态，分为两种情况：
1)并网点频率增大变化超过死区，光伏电站一次调频总指令为负值，需要减发有功。计算全部光伏逆变器不停机情况下的可减功率(设定出力低于20％Pn光伏逆变器会停机，预留一定裕度，防止光伏逆变器意外停机)，比较一次调频总指令与不停机情况下的可减功率，若一次调频总指令大于可减功率，则停当前出力最小的一台光伏逆变器。之后再进行新一轮的重复比较，直至不停机可减功率大于一次调频总指令，将最后一次计算得到的总减发功率按照各光伏逆变器当前功率大小比值分配。
2)并网点频率下降变化超过死区，光伏电站一次调频总指令为正值，需要增发有功。按照步骤1的排序依次投入备用容量，直至投入的备用容量满足一次调频指示的增发有功功率需求。
之后，得出光伏电站各光伏逆变器的一次调频指令后下发给光伏电站通信单元执行，以实现调频需求。每个通讯周期采集相关信息，分析处理并计算得到各台光伏逆变器的调频指令并发送。
图2是本发明实施例提供的光伏电站一次调频系统架构图，如图2所示，包括：
逆变器排序单元210，用于确定第m个光伏逆变器的理论可发有功率P和额定功率Pn，并将M个光伏逆变器按照对应的P值进行排序；m为小于等于M的正整数；
逆变器分组单元220，用于确定光伏电站最近的一次调频过程中各个光伏逆变器是否投入过载备用，并在所述排序的基础上将其中投入过载备用的I个光伏逆变器划分为第一组逆变器，未投入过载备用的J个光伏逆变器划分为第二组逆变器；所述过载备用指光伏逆变器利用短时过载可提供的一次调频增发功率能力；I+J＝M；I和J均为小于等于M的正整数；
备用容量分配单元230，用于按照所述排序确定第一组逆变器中各个光伏逆变器的过载备用和减载备用：当第i个光伏逆变器的理论可发有功功率Pi和额定功率Pni的关系为Pi>1.1*Pni时，将其过载备用设为0.1*Pni，减载备用设为0；当1.04*Pni≦Pi≦1.1*Pni时，将其过载备用设为Pi-Pni，减载备用设为1.1*Pni-Pi；当Pi≦1.04*Pni时，将其过载备用设为0，减载备用设为0.06*Pni；i为小于等于I的正整数；设置完前K个光伏逆变器的备用容量后，设第一组逆变器中前K个光伏逆变器的备用容量总和为AK，设光伏电站的装机容量为PN，当AK≧0.06*PN时，将第一组逆变器中后I-K个光伏逆变器的过载备用和减载备用均设为0，第二组逆变器的过载备用和减载备用均设为0，其中，当AK-1＜0.06*PN且AK＞0.06*PN时，将第K个光伏逆变器的备用容量重新设为0.06*PN-AK-1，所述备用容量为过载备用和减载备用之和；所述减载备用指光伏逆变器通过预留有功出力可提供的一次调频增发功率能力；K为小于等于I的正整数；以及当第一组逆变器的备用容量总和AI＜0.06*PN时，将第二组逆变器的过载备用均设为0，减载备用总和设为0.06*PN-AI；
增发有功单元240，用于当光伏电站收到指令需要增发有功功率时，将每个光伏逆变器的有功出力上限修改为其额定功率与过载备用之和；按照所述排序将各个光伏逆变器的备用容量依次投入，直至投入的备用容量满足需求；
减发有功单元250，用于当光伏电站收到指令需要减发有功功率时，计算M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减功率，并结合需要减发的有功功率，确定对应的减发有功功率策略；所述策略包括：是否需要对个别光伏逆变器停机，若需要停机，选择哪些光伏逆变器停机，对未停机的光伏逆变器如何分配减发有功功率。
有限出力设定单元260，用于当光伏电站收到指令需要增发有功功率时，将每个光伏逆变器的有功出力上限修改为其额定功率与过载备用之和，之后当此次调频结束后，将每个光伏逆变器的有功出力上限设定为其额定功率。
可以理解的是，图2中各个单元的详细功能实现可参见前述方法实施例中的介绍，在此不做赘述。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏电站一次调频方法，所述光伏电站包括M个光伏逆变器，其特征在于，包括如下步骤：
确定第m个光伏逆变器的理论可发有功率P和额定功率Pn，并将M个光伏逆变器按照对应的P值进行排序；m为小于等于M的正整数；
确定光伏电站最近的一次调频过程中各个光伏逆变器是否投入过载备用，并在所述排序的基础上将其中投入过载备用的I个光伏逆变器划分为第一组逆变器，未投入过载备用的J个光伏逆变器划分为第二组逆变器；所述过载备用指光伏逆变器利用短时过载可提供的一次调频增发功率能力；I+J＝M；I和J均为小于等于M的正整数；
按照所述排序确定第一组逆变器中各个光伏逆变器的过载备用和减载备用：当第i个光伏逆变器的理论可发有功功率Pi和额定功率Pni的关系为Pi>1.1*Pni时，将其过载备用设为0.1*Pni，减载备用设为0；当1.04*Pni≦Pi≦1.1*Pni时，将其过载备用设为Pi-Pni，减载备用设为1.1*Pni-Pi；当Pi≦1.04*Pni时，将其过载备用设为0，减载备用设为0.06*Pni；i为小于等于I的正整数；设置完前K个光伏逆变器的备用容量后，设第一组逆变器中前K个光伏逆变器的备用容量总和为AK，设光伏电站的装机容量为PN，当AK≧0.06*PN时，将第一组逆变器中后I-K个光伏逆变器的过载备用和减载备用均设为0，第二组逆变器的过载备用和减载备用均设为0，其中，当AK-1＜0.06*PN且AK＞0.06*PN时，将第K个光伏逆变器的备用容量重新设为0.06*PN-AK-1，所述备用容量为过载备用和减载备用之和；所述减载备用指光伏逆变器通过预留有功出力可提供的一次调频增发功率能力；K为小于等于I的正整数；
当第一组逆变器的备用容量总和AI＜0.06*PN时，将第二组逆变器的过载备用均设为0，减载备用总和设为0.06*PN-AI；
当光伏电站收到指令需要增发有功功率时，将每个光伏逆变器的有功出力上限修改为其额定功率与过载备用之和；按照所述排序将各个光伏逆变器的备用容量依次投入，直至投入的备用容量满足需求；
当光伏电站收到指令需要减发有功功率时，计算M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减功率，并结合需要减发的有功功率，确定对应的减发有功功率策略；所述策略包括：是否需要对个别光伏逆变器停机，若需要停机，选择哪些光伏逆变器停机，对未停机的光伏逆变器如何分配减发有功功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将第二组逆变器的减载备用总和设为0.06*PN-AI；具体为：
按照所述排序确定第二组逆变器中各个光伏逆变器的减载备用：设第j个光伏逆变器的额定功率为Pnj；将第j个光伏逆变器的减载备用设为0.06*Pnj；
当第二组逆变器中前T个光伏逆变器的减载备用总和BT≧0.06*PN-AI时，将第二组逆变器中后J-T个光伏逆变器的减载备用均设为0，其中，当BT-1＜0.06*PN-AI且BT＞0.06*PN-AI时，将第T个光伏逆变器的减载备用重新设为0.06*PN-AI-BT-1；j和T均为小于等于J的正整数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当光伏电站收到指令需要减发有功功率时，计算M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减功率，并结合需要减发的有功功率，确定对应的减发有功功率策略，具体为：
确定M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减有功功率；
将指令指示的总减发有功功率值与全部可减有功功率比较，若总减发有功功率值大于全部可减有功功率，则将当前出力最小的一台光伏逆变器停机，并在总减发有功功率内减去停机光伏逆变器的功率，得到更新的总减发有功功率；
计算剩余运行光伏逆变器不停机情况下的更新全部可减有功功率，将所述更新的总减发有功功率与更新全部可减有功功率比较，并重复上述步骤，直至总减发有功功率不大于全部可减有功功率，或更新总减发有功功率不大于更新全部可减有功功率；
将最后一次计算得到的总减发有功功率按照各机组当前功率大小的比值分配。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
当光伏电站收到指令需要增发有功功率时，将每个光伏逆变器的有功出力上限修改为其额定功率与过载备用之和，之后当此次调频结束后，将每个光伏逆变器的有功出力上限设定为其额定功率。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述计算M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减功率，具体为：
确定各个光伏逆变器即将停机的有功功率值，若光伏逆变器有功功率低于该值，光伏逆变器将会停机；所述即将停机的有功功率值大于光伏逆变器额定功率的20％，预留一定裕度，防止光伏逆变器意外停机；
将每个光伏逆变器的当前有功功率减去其即将停机的有功功率值，得到该光伏逆变器的可减有功功率；
将M个光伏逆变器的可减有功功率相加，得到全部可减有功功率。
6.一种光伏电站一次调频系统，所述光伏电站包括M个光伏逆变器，其特征在于，包括：
逆变器排序单元，用于确定第m个光伏逆变器的理论可发有功率P和额定功率Pn，并将M个光伏逆变器按照对应的P值进行排序；m为小于等于M的正整数；
逆变器分组单元，用于确定光伏电站最近的一次调频过程中各个光伏逆变器是否投入过载备用，并在所述排序的基础上将其中投入过载备用的I个光伏逆变器划分为第一组逆变器，未投入过载备用的J个光伏逆变器划分为第二组逆变器；所述过载备用指光伏逆变器利用短时过载可提供的一次调频增发功率能力；I+J＝M；I和J均为小于等于M的正整数；
备用容量分配单元，用于按照所述排序确定第一组逆变器中各个光伏逆变器的过载备用和减载备用：当第i个光伏逆变器的理论可发有功功率Pi和额定功率Pni的关系为Pi>1.1*Pni时，将其过载备用设为0.1*Pni，减载备用设为0；当1.04*Pni≦Pi≦1.1*Pni时，将其过载备用设为Pi-Pni，减载备用设为1.1*Pni-Pi；当Pi≦1.04*Pni时，将其过载备用设为0，减载备用设为0.06*Pni；i为小于等于I的正整数；设置完前K个光伏逆变器的备用容量后，设第一组逆变器中前K个光伏逆变器的备用容量总和为AK，设光伏电站的装机容量为PN，当AK≧0.06*PN时，将第一组逆变器中后I-K个光伏逆变器的过载备用和减载备用均设为0，第二组逆变器的过载备用和减载备用均设为0，其中，当AK-1＜0.06*PN且AK＞0.06*PN时，将第K个光伏逆变器的备用容量重新设为0.06*PN-AK-1，所述备用容量为过载备用和减载备用之和；所述减载备用指光伏逆变器通过预留有功出力可提供的一次调频增发功率能力；K为小于等于I的正整数；以及当第一组逆变器的备用容量总和AI＜0.06*PN时，将第二组逆变器的过载备用均设为0，减载备用总和设为0.06*PN-AI；
增发有功单元，用于当光伏电站收到指令需要增发有功功率时，将每个光伏逆变器的有功出力上限修改为其额定功率与过载备用之和；按照所述排序将各个光伏逆变器的备用容量依次投入，直至投入的备用容量满足需求；
减发有功单元，用于当光伏电站收到指令需要减发有功功率时，计算M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减功率，并结合需要减发的有功功率，确定对应的减发有功功率策略；所述策略包括：是否需要对个别光伏逆变器停机，若需要停机，选择哪些光伏逆变器停机，对未停机的光伏逆变器如何分配减发有功功率。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述备用容量分配单元将第二组逆变器的减载备用总和设为0.06*PN-AI；具体为：按照所述排序确定第二组逆变器中各个光伏逆变器的减载备用：设第j个光伏逆变器的额定功率为Pnj；将第j个光伏逆变器的减载备用设为0.06*Pnj；当第二组逆变器中前T个光伏逆变器的减载备用总和BT≧0.06*PN-AI时，将第二组逆变器中后J-T个光伏逆变器的减载备用均设为0，其中，当BT-1＜0.06*PN-AI且BT＞0.06*PN-AI时，将第T个光伏逆变器的减载备用重新设为0.06*PN-AI-BT-1；j和T均为小于等于J的正整数。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述减发有功单元，确定M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减有功功率；将指令指示的总减发有功功率值与全部可减有功功率比较，若总减发有功功率值大于全部可减有功功率，则将当前出力最小的一台光伏逆变器停机，并在总减发有功功率内减去停机光伏逆变器的功率，得到更新的总减发有功功率；计算剩余运行光伏逆变器不停机情况下的更新全部可减有功功率，将所述更新的总减发有功功率与更新全部可减有功功率比较，并重复上述步骤，直至总减发有功功率不大于全部可减有功功率，或更新总减发有功功率不大于更新全部可减有功功率；以及将最后一次计算得到的总减发有功功率按照各机组当前功率大小的比值分配。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：
有限出力设定单元，用于当光伏电站收到指令需要增发有功功率时，将每个光伏逆变器的有功出力上限修改为其额定功率与过载备用之和，之后当此次调频结束后，将每个光伏逆变器的有功出力上限设定为其额定功率。
10.根据权利要求6至9任一项所述的系统，其特征在于，所述减发有功单元计算M个光伏逆变器不停机情况下的全部可减功率，具体为：确定各个光伏逆变器即将停机的有功功率值，若光伏逆变器有功功率低于该值，光伏逆变器将会停机；所述即将停机的有功功率值大于光伏逆变器额定功率的20％，预留一定裕度，防止光伏逆变器意外停机；将每个光伏逆变器的当前有功功率减去其即将停机的有功功率值，得到该光伏逆变器的可减有功功率；以及将M个光伏逆变器的可减有功功率相加，得到全部可减有功功率。
CN202210521303.2A 2022-05-13 2022-05-13 一种光伏电站一次调频方法及系统 Active CN114899888B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210521303.2A CN114899888B (zh) 2022-05-13 2022-05-13 一种光伏电站一次调频方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210521303.2A CN114899888B (zh) 2022-05-13 2022-05-13 一种光伏电站一次调频方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114899888A true CN114899888A (zh) 2022-08-12
CN114899888B CN114899888B (zh) 2024-04-23

Family

ID=82722139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210521303.2A Active CN114899888B (zh) 2022-05-13 2022-05-13 一种光伏电站一次调频方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114899888B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118399403A (zh) * 2024-06-25 2024-07-26 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种功率调节方法、系统、介质及设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108521142A (zh) * 2018-04-11 2018-09-11 国网陕西省电力公司电力科学研究院 一种风电机组一次调频协调控制方法
CN109494762A (zh) * 2018-10-15 2019-03-19 国网陕西省电力公司电力科学研究院 基于多主站协调控制的光伏电站一次调频控制方法及系统
CN109687481A (zh) * 2018-12-27 2019-04-26 国网青海省电力公司电力科学研究院 基于主从协调控制的光伏电站参与一次调频实现方法
WO2019128036A1 (zh) * 2017-12-31 2019-07-04 北京金风科创风电设备有限公司 光伏发电厂及其一次调频控制方法
CN113541188A (zh) * 2021-07-16 2021-10-22 华中科技大学 大规模分布式光伏电站的频率调节协同控制方法及系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019128036A1 (zh) * 2017-12-31 2019-07-04 北京金风科创风电设备有限公司 光伏发电厂及其一次调频控制方法
CN108521142A (zh) * 2018-04-11 2018-09-11 国网陕西省电力公司电力科学研究院 一种风电机组一次调频协调控制方法
CN109494762A (zh) * 2018-10-15 2019-03-19 国网陕西省电力公司电力科学研究院 基于多主站协调控制的光伏电站一次调频控制方法及系统
CN109687481A (zh) * 2018-12-27 2019-04-26 国网青海省电力公司电力科学研究院 基于主从协调控制的光伏电站参与一次调频实现方法
CN113541188A (zh) * 2021-07-16 2021-10-22 华中科技大学 大规模分布式光伏电站的频率调节协同控制方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴俊鹏;杨晓栋;翟学;郭紫昱;林涛;: "并网光伏电站的一次调频特性分析", 电测与仪表, no. 19, 10 October 2016 (2016-10-10) *
尚磊;孙丹;胡家兵;贺益康;: "三相电压型并网逆变器预测直接功率控制", 电工技术学报, no. 07, 26 July 2011 (2011-07-26) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118399403A (zh) * 2024-06-25 2024-07-26 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种功率调节方法、系统、介质及设备
CN118399403B (zh) * 2024-06-25 2024-09-27 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种功率调节方法、系统、介质及设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN114899888B (zh) 2024-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tan et al. Primary frequency control with BESS considering adaptive SoC recovery
CN111682587B (zh) 一种风力发电机低电压穿越控制方法及系统
CN113471990B (zh) 储能多场景应用协同控制方法
CN110783959B (zh) 一种新能源发电系统的稳定状态控制系统
WO2022252382A1 (zh) 一种源网荷储网络化协调频率控制方法
CN112838603B (zh) 一种风光储抽多源能源agc协调互补控制方法和装置
CN111555309B (zh) 一种新能源参与异步送端电网调频的方法
EP4246751A1 (en) Method of controlling of battery energy storage system of power system with high dynamic loads
CN115663791A (zh) 基于运行环境时变性的智能配电网多目标自适应调度方法
CN113659620A (zh) 基于动态频率约束的水风互补发电系统日前调度方法
CN114899888A (zh) 一种光伏电站一次调频方法及系统
CN116799867A (zh) 基于群内预自治的分布式光伏协同控制方法、系统及设备
CN112436510B (zh) 一种风-光-火特高压直流外送调度方法及系统
CN107516904B (zh) 一种应对电源脱网冲击并计及机组调节能力的精准负荷控制方法
CN111244975B (zh) 一种基于主从微电网系统离网运行模式的稳定控制方法
CN117691640A (zh) 一种电网侧储能应急调峰备用能力的评估方法及装置
CN114552604B (zh) 一种风电一次调频方法及系统
US20230279571A1 (en) Electrolyzer power management and power system control
CN114069658B (zh) 一种微电网离网时刻的控制方法
CN107681649B (zh) 一种控制直流微电网母线电压稳定的方法
CN110994695A (zh) 配电网的日内优化调度方法和系统
CN114629129A (zh) 一种负荷侧资源快速调节与响应控制方法
CN110460070B (zh) 一种超大规模电网的需求侧频率紧急控制的敏捷反应方法
CN113471987A (zh) 一种用于确定水光互补系统的高频切机方案的方法及系统
KR102670137B1 (ko) Ess 속도조정률 결정 방법, ess 운영 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant