CN117578505A - 基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法及装置 - Google Patents

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CN117578505A CN202311338440.3A CN202311338440A CN117578505A CN 117578505 A CN117578505 A CN 117578505A CN 202311338440 A CN202311338440 A CN 202311338440A CN 117578505 A CN117578505 A CN 117578505A
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刘占彪
马宏飞
张宇航
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Abstract

本申请提供了一种基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法及装置，对应的方法包括：发送惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令至惯量/一次调频控制器；当惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令所对应的下发频率超过预设死区时，通过GPS时钟记录惯量/一次调频控制器接收惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令时的第一时间以及第一有功功率；通过GPS时钟记录新能源机组的输出功率随时间的变化关系；根据第一时间、第一有功功率及/或变化关系评估惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能。本发明可实现对新能源场站的惯量/一次调频每个阶段的性能进行准确评估，并定位影响控制性能的具体环节。

Description

基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法及装置
技术领域
本申请涉及新能源发电技术领域，具体涉及一种基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法及装置。
背景技术
随着风力发电、光伏发电等可再生能源发电的快速发展，新能源装机占比不断增加，常规的水电、火电等传统装机被新能源大量替代，随着带来的是电网系统频率调节能力不断下降，电网频率控制问题日益凸出，电网安全稳定性能受到挑战。新能源电站由于其自身特点，其频率调节能力不足，使得常规发电机组调频调峰压力增大，因此新能源电站惯量/一次调频是能源行业发展的必然需求。
随着风电、光伏等新能源的大规模开发建设，大多数新能源场站配置了惯量/一次调频控制系统，从而具备了惯量/一次调频能力，但其控制性能需要开展实际的现场测试与评价，最终评估其调频性能。
在现有技术中，对于新能源场站惯量/一次调频性能测试，一般是通过采集现场并网点数据，然后通过分析处理，计算惯量/一次调频的响应时间、控制精度等技术指标，但惯量/一次调频的总体响应时间包括惯量/一次调频控制器的计算时间、通信传输时间、机组设备的响应时间等多个环节，现有的测试无法准确的评估惯量/一次调频的技术性能，从而无法定位影响最终控制性能的具体环节。
发明内容
本申请所提供的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法及装置，可以对新能源场站的惯量/一次调频每个阶段的性能进行准确评估，从而可以定位影响惯量/一次调频控制系统的控制性能的具体环节。
为了实现上述目的，第一方面，本方提供了一种基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法，包括：
发送惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令至惯量/一次调频控制器；
当所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令所对应的下发频率超过预设死区时，通过GPS时钟记录所述惯量/一次调频控制器接收所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令时的第一时间以及第一有功功率；
通过所述GPS时钟记录新能源机组的输出功率随时间的变化关系；
根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能。
在本发明一些实施例中，基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法，还包括：
根据所述惯量/一次调频控制器的频率变化量计算所述惯量/一次调频控制器的理论有功功率。
在本发明一些实施例中，根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能，包括：
根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系生成所述评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能的评估参数，所述评估参数包括：响应滞后时间、上升时间、调节时间以及控制精度参数。
在本发明一些实施例中，根据所述第一时间及所述变化关系生成所述响应滞后时间以及上升时间，包括：
根据所述变化关系，并通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率的变化量达到所述理论有功功率的第一比例的第二时间，以及通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率的变化量达到所述理论有功功率的第二比例的第三时间；其中，所述第二比例大于所述第一比例；
根据所述第二时间以及所述第一时间生成所述响应滞后时间；
根据所述第三时间以及所述第一时间生成所述上升时间。
在本发明一些实施例中，根据所述第一时间以及所述变化关系生成调节时间，包括：
根据所述变化关系，并通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率达与有功功率目标值之差的绝对值在允许误差范围内所对应的最短时间；
根据所述最短时间以及所述第一时间生成所述调节时间。
在本发明一些实施例中，基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法，还包括：
根据所述第一有功功率以及所述理论有功功率生成所述有功功率目标值。
在本发明一些实施例中，根据所述第一有功功率以及所述变化关系生成控制精度参数，包括：
根据所述变化关系生成所述新能源机组在允许误差范围内的平均输出功率；
根据所述第一有功功率、所述平均输出功率以及所述理论有功功率生成所述控制精度参数。
第二方面，本申请提供一种基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估装置，该装置包括：
评估指令发送模块，用于发送惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令至惯量/一次调频控制器；
首次时间记录模块，用于当所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令所对应的下发频率超过预设死区时，通过GPS时钟记录所述惯量/一次调频控制器接收所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令时的第一时间以及第一有功功率；
输出功率记录模块，用于通过所述GPS时钟记录新能源机组的输出功率随时间的变化关系；
性能评估模块，用于根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能。
在本发明一些实施例中，基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估装置，还包括：
理论有功功率计算模块，用于根据所述惯量/一次调频控制器的频率变化量计算所述惯量/一次调频控制器的理论有功功率。
在本发明一些实施例中，所述性能评估模块包括：
评估参数生成单元，用于根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系生成所述评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能的评估参数，所述评估参数包括：响应滞后时间、上升时间、调节时间以及控制精度参数。
在本发明一些实施例中，所述评估参数生成单元包括：
第二、三时间记录单元，用于根据所述变化关系，并通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率的变化量达到所述理论有功功率的第一比例的第二时间，以及通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率的变化量达到所述理论有功功率的第二比例的第三时间；其中，所述第二比例大于所述第一比例；
响应滞后时间生成单元，用于根据所述第二时间以及所述第一时间生成所述响应滞后时间；
上升时间生成单元，用于根据所述第三时间以及所述第一时间生成所述上升时间。
在本发明一些实施例中，所述评估参数生成单元还包括：
最短时间记录单元，用于根据所述变化关系，并通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率达与有功功率目标值之差的绝对值在允许误差范围内所对应的最短时间；
调节时间生成单元，用于根据所述最短时间以及所述第一时间生成所述调节时间。
在本发明一些实施例中，基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估装置，还包括：
有功功率目标值生成模块，用于根据所述第一有功功率以及所述理论有功功率生成所述有功功率目标值。
在本发明一些实施例中，所述评估参数生成单元还包括：
平均输出功率生成单元，用于根据所述变化关系生成所述新能源机组在允许误差范围内的平均输出功率；
控制精度参数生成单元，用于根据所述第一有功功率、所述平均输出功率以及所述理论有功功率生成所述控制精度参数。
第三方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现一种基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的步骤。
第四方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的步骤。
第五方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的步骤。
从上述描述可知，本申请实施例提供的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法及装置，对应的方法包括：首先发送惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令至惯量/一次调频控制器；接着，当惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令所对应的下发频率超过预设死区时，通过GPS时钟记录惯量/一次调频控制器接收惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令时的第一时间以及第一有功功率；通过GPS时钟记录新能源机组的输出功率随时间的变化关系；最后根据第一时间、第一有功功率及/或变化关系评估惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能。
本发明针对新能源场站的惯量/一次调频测试无法自动开展、惯量/一次调频性能检测中通信时间无法测试、惯量/一次调频性能指标评价困难的问题，根据被测新能源场站为风电场或者光伏电站或者储能电站，生成需要测试的检测项目，然后根据测试项目逐一开展测试，最终实现对新能源场站的惯量/一次调频每个阶段的性能进行准确评估，并定位影响惯量/一次调频控制系统的控制性能的具体环节。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中提供的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的流程示意图一；
图2为本申请的实施例中新能源场站的惯量、一次调频性能检测系统的结构示意图；
图3为本申请实施例中提供的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的流程示意图二；
图4为本申请的实施例中基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法步骤300的流程示意图；
图5为本申请的实施例中基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法步骤301的流程示意图一；
图6为本申请的实施例中基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法步骤301的流程示意图二；
图7为本申请实施例中提供的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的流程示意图三；
图8为本申请的实施例中基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法步骤301的流程示意图三；
图9为本申请具体应用实例中基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的流程示意图；
图10为本申请具体应用实例中基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的思维导图；
图11为本申请实施例中基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估装置的结构示意图一；
图12为本申请实施例中基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估装置的结构示意图二；
图13为本申请实施例中性能评估模块30的结构示意图；
图14为本申请实施例中评估参数生成单元30a的结构示意图一；
图15为本申请实施例中评估参数生成单元30a的结构示意图二；
图16为本申请实施例中基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估装置的结构示意图三；
图17为本申请实施例中评估参数生成单元30a的结构示意图三；
图18为本申请的实施例中的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本申请的实施例提供一种基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的具体实施方式，参见图1，该方法具体包括如下内容：
步骤100：发送惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令至惯量/一次调频控制器；
步骤200：当所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令所对应的下发频率超过预设死区时，通过GPS时钟记录所述惯量/一次调频控制器接收所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令时的第一时间以及第一有功功率；
步骤300：通过所述GPS时钟记录新能源机组的输出功率随时间的变化关系；
步骤400：根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能。
从上述描述可知，本申请实施例提供的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法，可以实现对新能源场站的惯量/一次调频每个阶段的性能进行准确评估，并定位影响惯量/一次调频控制系统的控制性能的具体环节。
在步骤100中，参见图2，惯量/一次调频检测系统下发惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令至惯量/一次调频控制器。
需要指出的是，在电力系统中，惯量指的是发电机和负载设备的旋转质量和惯性。它用于描述电力系统对突发性负荷变化的响应能力。具有较大惯量的发电机能够提供稳定的输出功率，因为它们具有更大的能量储备，需要更长的时间来改变其输出。相反，具有较小惯量的负载设备(例如新能源场站)对负荷变化更敏感，因为它们的能量储备较少，能够更快地响应变化。电力系统中的惯量是确保系统稳定性的重要因素之一。
一次调频是指电力系统中的频率调节过程。在电网中，发电机和负载设备的总负荷不断变化，可能导致电网频率上下波动。为了保持稳定的供电，电力系统需要对频率进行调节，使其保持接近额定频率(通常是50或60赫兹)。一次调频是通过自动控制系统来监测频率变化，并调整发电机的输出功率，以使系统频率保持稳定。当负荷增加时，发电机会增加输出功率以提高频率；当负荷减少时，发电机会减少输出功率以降低频率。综上所述，惯量以及一次调频是电力系统运行和稳定的重要环节。
步骤200中的预设死区是指新能源机组在正常工作的情况下的频率范围，优选为49.50Hz(不含)至50.50Hz(不含)。参见图2，当在该预设死区，由AGC子站系统对新能源机组进行控制，当超出该预设死区时，由惯量/一次调频控制器接管新能源机组，AGC子站系统退出。
对于步骤200以及步骤300，通过GPS时钟记录新能源机组的输出功率随时间的变化关系以及新能源机组的输出功率随时间的变化关系，相比现有技术具有以下优点：
在现有技术中，在对风电场/光伏电站惯量/一次调频控制器进行控制性能检测时，通过手动的方式来改变惯量/一次调频控制器的控制指令，然后通过手动的方式下发惯量/一次调频控制指令，操作步骤不仅繁琐费时，并且无法准确的计算惯量/一次调频控制器的响应时间、控制精度等，这样就无法准确的检测和评价惯量/一次调频控制器的性能。相对低，步骤200以及步骤300通过将各种指令对应的动作对应于一统一的基准时刻，从而准确地实现惯量/一次调频控制器性能指标的自动计算评价
步骤200以及步骤300中的GPS时钟是指使用全球定位系统(GPS)卫星信号来同步和校准时钟的设备或系统。GPS时钟利用GPS卫星网络广播的高精度时钟信号，以确定世界上任意地点的精确时间。这些时钟可以提供准确的时间信息。
对于步骤400可以从响应滞后时间、上升时间、调节时间和控制精度四个角度对惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能进行评价。
在本发明一些实施例中，参见图3，基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法，还包括：
步骤500：根据所述惯量/一次调频控制器的频率变化量计算所述惯量/一次调频控制器的理论有功功率。
参见图2，惯量/一次调频控制器在接收到惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令之后，惯量/一次调频控制器进行内部计算，即根据频率变化量(或者频率变化量)换算为理论有功功率，并给新能源机组(包括风电机组、光伏电机组)下发有功功率控制指令。
根据频率变化量(或者频率变化量)换算为理论有功功率的具体方法如下：使用功率频率特性曲线(P-F曲线)来估算理论有功功率。该曲线显示了电路或系统在不同频率下的功率输出。通过测量频率变化量，并在P-F曲线上找到对应的功率输出值，可以计算出理论有功功率。另一种方法是使用功率因数和电流的相位差来计算理论有功功率。根据功率因数和相位差的关系，可以通过测量频率变化量和电流相位差来计算出理论有功功率。
在本发明一些实施例中，参见图4，步骤300包括：
步骤301：根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系生成所述评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能的评估参数，所述评估参数包括：响应滞后时间、上升时间、调节时间以及控制精度参数。
在本发明一些实施例中，参见图5，步骤301中的根据所述第一时间及所述变化关系生成所述响应滞后时间以及上升时间，包括：
步骤3011：根据所述变化关系，并通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率的变化量达到所述理论有功功率的第一比例的第二时间，以及通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率的变化量达到所述理论有功功率的第二比例的第三时间；其中，所述第二比例大于所述第一比例；
具体地，步骤3011中的第一比例以及第二比例分别为10％以及90％，当风电机组/光伏逆变器实际输出总有功功率变化量达到理论有功功率的10％所需的时间，通过上位机控制器触发GPS时钟同步器，记录下该时刻，即第二时间。
当风电机组/光伏逆变器实际输出总有功功率变化量达到理论有功功率的90％所需的时间，通过上位机控制器触发GPS时钟同步器，记录下该时刻，即第三时间。
步骤3012：根据所述第二时间以及所述第一时间生成所述响应滞后时间；
将第二时间与第一时间的差值作为惯量/一次调频控制器的响应滞后时间。
步骤3013：根据所述第三时间以及所述第一时间生成所述上升时间。
将第三时间与第一时间的差值作为惯量/一次调频控制器的上升时间。
在本发明一些实施例中，参见图6，步骤301中的根据所述第一时间以及所述变化关系生成调节时间，包括：
步骤3014：根据所述变化关系，并通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率达与有功功率目标值之差的绝对值在允许误差范围内所对应的最短时间；
当检测到风电机组/光伏逆变器实际输出总有功功率与有功功率目标值之差的绝对值在不超过允许偏差下的最短时间时，触发GPS时钟同步器，并记录下该最短时间；需要指出的是，新能源机组的输出功率有多个，则输出功率达与有功功率目标值之差的绝对值也具有多个，通过允许误差范围对多个绝对值进行筛选，选取一个绝对值，其所对应的时间最短，并将该时间记录为步骤3014中的最短时间。
步骤3015：根据所述最短时间以及所述第一时间生成所述调节时间。
将最短时间与第一时间的差值作为惯量/一次调频控制器的调节时间。
在本发明一些实施例中，参见图7，基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法，还包括：
步骤600：根据所述第一有功功率以及所述理论有功功率生成所述有功功率目标值。
具体地，将第一有功功率与理论有功功率之和设置为有功功率目标值。
在本发明一些实施例中，参见图8，步骤301中的根据所述第一有功功率以及所述变化关系生成控制精度参数，包括：
步骤3016：根据所述变化关系生成所述新能源机组在允许误差范围内的平均输出功率；
当风电机组/光伏逆变器有功功率运行在允许误差范围内时，计算该时间段内的所有输出有功功率对应的平均输出功率；
步骤3017：根据所述第一有功功率、所述平均输出功率以及所述理论有功功率生成所述控制精度参数。
具体地，根据下式计算控制精度参数：
上式中，P1为第一有功功率；P2为平均输出功率；△P为理论有功功率。
为进一步地说明本方案，本申请以新能源场站为风电场或者光伏电站或者储能电站为例，提供基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的具体应用实例，具体包括如下内容。
首先按照图2，构建新能源场站的惯量、一次调频性能检测系统：该系统包括：场站端AGC子站系统、惯量/一次调频控制器、风电机组/光伏逆变器以及惯量/一次调频检测系统。
从上述描述可知，本申请实施例提供的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法，首先将惯量/一次调频控制器与检测装置通过通讯信号进行连接，实现检测装置与被测惯量/一次调频控制器的时标对时，从而实现指令下发记录的时标统一，同时通过检测装置下发测试模拟指令，实现准确开始时刻的计时。接着，通过检测装置记录新能源场站并网点电压电流信号，并计算出有功功率实时数据，通过开发判别程序，准确识别频率指令下发时刻、有功功率开始变化的时刻、有功功率变化增加至10％起始功率的时刻、有功功率变化增加至90％起始功率的时刻、有功功率变化稳定至±5％稳态功率的时刻以及有功功率的实际稳定值，然后依次计算出指令计算时间、响应滞后时间、上升时间、调节时间和控制精度，最终实现新能源场站的一次惯量/调频控制器性能指标的精准评价。
在本发明具体应用实例中，基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的流程如图9以及图10所示。
S1：初始化检测系统。
在新能源场站的惯量、一次调频性能检测系统中，通过数字信号处理器TMS28335芯片作为上位机的控制芯片，该芯片具有多路脉冲输出通道，具有丰富的管脚资源，同时具备增强型的USART模块，支持IEC Modbus、RS-485、RS-232等多种通信协议，并且其成本低廉，应用广泛，可以通过简单的学习快速入手。
通过IT公司专业的程序编译器，编写C语言程序代码，在程序中对将要开展的测试项目进行前期编程，然后通过数字信号处理器烧写器将程序代码下载到TMS28335中，同时编写通信协议，实现上位机与一次调频控制器的通信。
S2：根据被测场站类型选择风电场、光伏电站。
S3：根据测试内容选择惯量测试、一次调频测试。
S4：惯量/一次调频检测系统给被测装置发送脉冲信号，实现同步对时。
在上位机控制器内部，编写C语言程序，对上位机控制器的基本功能进行编写，在完成上位机初始化之后，通过RS-232通信端口与惯量/一次调频控制器进行实时通信，上位机可以给惯量/一次调频控制器下发频率变化率/频率指令(将该时刻所对应的有功功率标记为P1，即第一有功功率)，惯量/一次调频控制器接收来自上位机的指令；上位机下发指令至惯量/一次调频控制器，在频率指令超出设定死区(频率≤49.95Hz或者频率≥50.05Hz；闭锁惯量/一次调频)时，同时也将该频率超出死区的时刻发送给GPS时钟同步器，记录下惯量/一次调频接收指令时间(将该时间标记为t1，即第一时间)。
S5：调取检测系统内部的测试流程，开展测试内容的顺序检测，记录每个工况对应的测试数据。
惯量/一次调频控制器在接收到上位机下发的指令之后，惯量/一次调频控制器进行内部计算，换算为理论有功功率标记，接着给风电机组下发有功功率控制指令(将理论有功功率标记为△P)，在惯量/一次调频内部处理完成，惯量/一次调频下发的控制指令通过风电场内通信环网发送至风电机组/光伏逆变器，风电机组/光伏逆变器接收到惯量/一次调频下发的控制指令之后，风电机组/光伏逆变器开始调节其有功输出，响应惯量/一次调频的指令，通过测试设备记录风电机组/惯量的三相电压、三相电流信号，计算出风电场/光伏逆变器实际有功出力，反馈给惯量/一次调频装置。
当风电机组/光伏逆变器实际输出总有功功率变化率达到理论有功功率的10％所需的时间，通过上位机控制器触发GPS时钟同步器，记录下惯量/一次调频响应滞后时间(将该指令时间标记为t2，即第二时间)；风电机组/光伏逆变器实际输出总有功功率变化率达到理论有功功率的90％所需的时间，通过上位机控制器触发GPS时钟同步器，记录下设备上升时间(将该指令时间标记为t3，即第三时间)。
接着，将上位机控制器的管脚同风电机组光伏逆变器接收惯量/一次调频控制指令的通信线连接在一起，当上位机检测到来自惯量/一次调频下发的控制指令与风电机组/光伏逆变器实际输出总有功功率与有功功率的目标值之差的绝对值始终不超过允许偏差的最短时间时，通过上位机控制器触发GPS时钟同步器，记录下惯量/一次调频装置的调节时间(将该指令时间标记为t4，即第四时间)；当风电机组/光伏逆变器有功功率运行在允许偏差范围内时(将该时刻所对应有功功率标记为P2，即平均输出功率)。
S6：分析该工况的测试数据，以检测惯量/一次调频控制器是否满足要求。
通过记录惯量/一次调频装置不同时刻的时间及其控制点的功率，可以得到惯量/一次调频控制器的控制性能是否满足标准要求。具体地：
通过上面的记录可以检测出惯量/一次调频控制器的控制性能、响应滞后时间、上升时间、控制精度参数。
进一步地，通过上面记录的数据，惯量/一次调频控制器本身的响应滞后时间可以通过惯量/一次调频超出死区的时间t1与惯量/一次调频响应滞后时间t2的差值得到，即：惯量/一次调频控制器本身的响应滞后时间＝t2-t1。
惯量/一次调频控制器的上升时间可以通过进入惯量/一次调频指令时间t1与设备上升时间t3的差值得到，即：惯量/一次调频上升时间＝t3-t1。
惯量/一次调频控制器的调节时间可以通过惯量/一次调频超出死区的时间t1与设备进入实际输出有功功率与有功目标值之差的绝对值始终不超过允许偏差的最短时间t4的差值得到，及惯量/一次调频控制器的调节时间＝t4-t1。
惯量/一次调频控制器的控制精度通过上位机给惯量/一次调频下发的频率指令，换算为功率指令P1与测量记录的AGC控制点的实际输出功率P2的差值得到
从上述描述可知，针对在现有技术中对风电场/光伏电站惯量/一次调频控制器进行控制性能检测时，其一般是通过手动的方式来改变惯量/一次调频控制器的控制指令，然后通过手动的方式下发惯量/一次调频控制指令，操作步骤繁琐费时，同时无法准确的计算惯量/一次调频控制器的响应时间、控制精度等问题，这种问题将会导致无法准确的检测和评价惯量/一次调频控制器的性能。为了更加快捷、更加准确的测试惯量/一次调频的功能特性，本申请实施例提供的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法，该方法通过引入上位机控制器，实现与惯量/一次调频的通讯，并通过GPS同步时钟记录不同时刻的时间，计算分析惯量/一次调频的响应滞后时间、上升时间、调节时间。最后通过测试录波仪记录惯量/一次调频的控制指令频率(有功功率)和系统额定频率(有功功率)，计算分析惯量/一次调频的控制精度。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估装置，可以用于实现上述实施例所描述的方法，如下面的实施例。由于基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估装置解决问题的原理与基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法相似，因此基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估装置的实施可以参见基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
本申请的实施例提供一种能够实现基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估装置的具体实施方式，参见图11，基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估装置具体包括如下内容：
评估指令发送模块10，用于发送惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令至惯量/一次调频控制器；
首次时间记录模块20，用于当所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令所对应的下发频率超过预设死区时，通过GPS时钟记录所述惯量/一次调频控制器接收所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令时的第一时间以及第一有功功率；
输出功率记录模块30，用于通过所述GPS时钟记录新能源机组的输出功率随时间的变化关系；
性能评估模块40，用于根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能。
在本发明一些实施例中，参见图12，基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估装置，还包括：
理论有功功率计算模块50，用于根据所述惯量/一次调频控制器的频率变化量计算所述惯量/一次调频控制器的理论有功功率。
在本发明一些实施例中，参见图13，所述性能评估模块30包括：
评估参数生成单元30a，用于根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系生成所述评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能的评估参数，所述评估参数包括：响应滞后时间、上升时间、调节时间以及控制精度参数。
在本发明一些实施例中，参见图14，所述评估参数生成单元30a包括：
第二、三时间记录单元30a1，用于根据所述变化关系，并通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率的变化量达到所述理论有功功率的第一比例的第二时间，以及通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率的变化量达到所述理论有功功率的第二比例的第三时间；其中，所述第二比例大于所述第一比例；
响应滞后时间生成单元30a2，用于根据所述第二时间以及所述第一时间生成所述响应滞后时间；
上升时间生成单元30a3，用于根据所述第三时间以及所述第一时间生成所述上升时间。
在本发明一些实施例中，参见图15，所述评估参数生成单元30a还包括：
最短时间记录单元30a4，用于根据所述变化关系，并通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率达与有功功率目标值之差的绝对值在允许误差范围内所对应的最短时间；
调节时间生成单元30a5，用于根据所述最短时间以及所述第一时间生成所述调节时间。
在本发明一些实施例中，参见图16，基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估装置，还包括：
有功功率目标值生成模块60，用于根据所述第一有功功率以及所述理论有功功率生成所述有功功率目标值。
在本发明一些实施例中，参见图17，所述评估参数生成单元30a还包括：
平均输出功率生成单元30a6，用于根据所述变化关系生成所述新能源机组在允许误差范围内的平均输出功率；
控制精度参数生成单元30a7，用于根据所述第一有功功率、所述平均输出功率以及所述理论有功功率生成所述控制精度参数。
从上述描述可知，本申请实施例提供的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估装置，包括：评估指令发送模块，用于发送惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令至惯量/一次调频控制器；首次时间记录模块，用于当惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令所对应的下发频率超过预设死区时，通过GPS时钟记录惯量/一次调频控制器接收惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令时的第一时间以及第一有功功率；输出功率记录模块，用于通过GPS时钟记录新能源机组的输出功率随时间的变化关系；性能评估模块，用于根据第一时间、第一有功功率及/或变化关系评估惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能。
本发明针对新能源场站的惯量/一次调频测试无法自动开展、惯量/一次调频性能检测中通信时间无法测试、惯量/一次调频性能指标评价困难的问题，根据被测新能源场站为风电场或者光伏电站或者储能电站，生成需要测试的检测项目，然后根据测试项目逐一开展测试，最终实现对新能源场站的惯量/一次调频每个阶段的性能进行准确评估，并定位影响惯量/一次调频控制系统的控制性能的具体环节。
本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法中全部步骤的一种电子设备的具体实施方式，参见图18，电子设备具体包括如下内容：
处理器(processor)1201、存储器(memory)1202、通信接口(CommunicationsInterface)1203和总线1204；
其中，处理器1201、存储器1202、通信接口1203通过总线1204完成相互间的通信；通信接口1203用于实现服务器端设备、功率测量设备以及用户端设备等相关设备之间的信息传输。
处理器1201用于调用存储器1202中的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法中的全部步骤，例如，处理器执行计算机程序时实现下述步骤：
步骤100：发送惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令至惯量/一次调频控制器；
步骤200：当所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令所对应的下发频率超过预设死区时，通过GPS时钟记录所述惯量/一次调频控制器接收所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令时的第一时间以及第一有功功率；
步骤300：通过所述GPS时钟记录新能源机组的输出功率随时间的变化关系；
步骤400：根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能。
本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的全部步骤，例如，处理器执行计算机程序时实现下述步骤：
步骤100：发送惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令至惯量/一次调频控制器；
步骤200：当所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令所对应的下发频率超过预设死区时，通过GPS时钟记录所述惯量/一次调频控制器接收所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令时的第一时间以及第一有功功率；
步骤300：通过所述GPS时钟记录新能源机组的输出功率随时间的变化关系；
步骤400：根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件+程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
虽然本申请提供了如实施例或流程图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本申请中应用了具体实施例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (17)

1.一种基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法，其特征在于，包括：
发送惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令至惯量/一次调频控制器；
当所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令所对应的下发频率超过预设死区时，通过GPS时钟记录所述惯量/一次调频控制器接收所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令时的第一时间以及第一有功功率；
通过所述GPS时钟记录新能源机组的输出功率随时间的变化关系；
根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能。
2.根据权利要求1所述的惯量、一次调频性能评估方法，其特征在于，还包括：
根据所述惯量/一次调频控制器的频率变化量计算所述惯量/一次调频控制器的理论有功功率。
3.根据权利要求2所述的惯量、一次调频性能评估方法，其特征在于，根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能，包括：
根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系生成所述评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能的评估参数，所述评估参数包括：响应滞后时间、上升时间、调节时间以及控制精度参数。
4.根据权利要求3所述的惯量、一次调频性能评估方法，其特征在于，根据所述第一时间及所述变化关系生成所述响应滞后时间以及上升时间，包括：
根据所述变化关系，并通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率的变化量达到所述理论有功功率的第一比例的第二时间，以及通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率的变化量达到所述理论有功功率的第二比例的第三时间；其中，所述第二比例大于所述第一比例；
根据所述第二时间以及所述第一时间生成所述响应滞后时间；
根据所述第三时间以及所述第一时间生成所述上升时间。
5.根据权利要求3所述的惯量、一次调频性能评估方法，其特征在于，根据所述第一时间以及所述变化关系生成调节时间，包括：
根据所述变化关系，并通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率达与有功功率目标值之差的绝对值在允许误差范围内所对应的最短时间；
根据所述最短时间以及所述第一时间生成所述调节时间。
6.根据权利要求5所述的惯量、一次调频性能评估方法，其特征在于，还包括：
根据所述第一有功功率以及所述理论有功功率生成所述有功功率目标值。
7.根据权利要求3所述的惯量、一次调频性能评估方法，其特征在于，根据所述第一有功功率以及所述变化关系生成控制精度参数，包括：
根据所述变化关系生成所述新能源机组在允许误差范围内的平均输出功率；
根据所述第一有功功率、所述平均输出功率以及所述理论有功功率生成所述控制精度参数。
8.一种基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估装置，其特征在于，包括：
评估指令发送模块，用于发送惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令至惯量/一次调频控制器；
首次时间记录模块，用于当所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令所对应的下发频率超过预设死区时，通过GPS时钟记录所述惯量/一次调频控制器接收所述惯量性能评估指令及/或一次调频性能评估指令时的第一时间以及第一有功功率；
输出功率记录模块，用于通过所述GPS时钟记录新能源机组的输出功率随时间的变化关系；
性能评估模块，用于根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能。
9.根据权利要求8所述的惯量、一次调频性能评估装置，其特征在于，还包括：
理论有功功率计算模块，用于根据所述惯量/一次调频控制器的频率变化量计算所述惯量/一次调频控制器的理论有功功率。
10.根据权利要求9所述的惯量、一次调频性能评估装置，其特征在于，所述性能评估模块包括：
评估参数生成单元，用于根据所述第一时间、所述第一有功功率及/或所述变化关系生成所述评估所述惯量/一次调频控制器的惯量性能及/或一次调频性能的评估参数，所述评估参数包括：响应滞后时间、上升时间、调节时间以及控制精度参数。
11.根据权利要求10所述的惯量、一次调频性能评估装置，其特征在于，所述评估参数生成单元包括：
第二、三时间记录单元，用于根据所述变化关系，并通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率的变化量达到所述理论有功功率的第一比例的第二时间，以及通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率的变化量达到所述理论有功功率的第二比例的第三时间；其中，所述第二比例大于所述第一比例；
响应滞后时间生成单元，用于根据所述第二时间以及所述第一时间生成所述响应滞后时间；
上升时间生成单元，用于根据所述第三时间以及所述第一时间生成所述上升时间。
12.根据权利要求10所述的惯量、一次调频性能评估装置，其特征在于，所述评估参数生成单元还包括：
最短时间记录单元，用于根据所述变化关系，并通过所述GPS时钟记录所述新能源机组的输出功率达与有功功率目标值之差的绝对值在允许误差范围内所对应的最短时间；
调节时间生成单元，用于根据所述最短时间以及所述第一时间生成所述调节时间。
13.根据权利要求12所述的惯量、一次调频性能评估装置，其特征在于，还包括：
有功功率目标值生成模块，用于根据所述第一有功功率以及所述理论有功功率生成所述有功功率目标值。
14.根据权利要求10所述的惯量、一次调频性能评估装置，其特征在于，所述评估参数生成单元还包括：
平均输出功率生成单元，用于根据所述变化关系生成所述新能源机组在允许误差范围内的平均输出功率；
控制精度参数生成单元，用于根据所述第一有功功率、所述平均输出功率以及所述理论有功功率生成所述控制精度参数。
15.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的步骤。
16.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至7任一项所述的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的步骤。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的基于新能源场站的惯量、一次调频性能评估方法的步骤。
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