CN215221738U - 一种适用于新能源场站的一次调频系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于新能源场站的一次调频系统，包括连接各个风机控制器用于对风机控制器进行控制管理的风机能量管理平台和用于向风机能量管理平台下达调度指令的场站AGC，场站AGC通过中心交换机与风机能量平台场站进行命令下发；所述系统还包括连接在并网点上根据并网点的频率计算全场站快频调节的目标功率的快频设备，快频设备内设置有用于与场站AGC和中心交换机进行数据通信的交换机，交换机分别通过网络与场站AGC和中心交换机连接。本实用新型通过快频设备对新能源场站并网点频率、电压、电流高精度采集，当电网频率发生波动时，控制新能源机组出力，实现了新能源场站快速频率响应，同时还提高了新能源场站对电网的主动支撑能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及电网控制技术领域，特别是一种适用于新能源场站的一次调频系统。
背景技术
频率是电力系统的一个重要参数，当电网频率出现波动时，通常希望电源能改变处理，从而稳定电网频率。由于新能源发电包括光伏发电和风力发电等，大多通过快速控制的电力电子交流、变频装置并网，来实现发电系统与电网的解耦控制，但其功率输出与电网状态无关，仅与资源(风速或者光强)和调度指令(AGC)有关，缺乏对系统频率和电压的快速响应和主动支撑能力，不具备常规发电机组的一次调频能力。因此新能源场站需要一种一次调频系统，当电网频率发生波动时，来及时调整新能源发电出力。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种适用于新能源场站的一次调频系统，能够根据电网频率波动，及时调整新能源机组出力，实现频率的快速响应。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
一种适用于新能源场站的一次调频系统，包括连接各个风机控制器用于对风机控制器进行控制管理的风机能量管理平台和用于向风机能量管理平台下达调度指令的场站AGC，场站AGC通过中心交换机与风机能量平台场站进行命令下发；所述系统还包括连接在并网点上根据并网点的频率计算全场站快频调节的目标功率的快频设备，快频设备内设置有用于与场站AGC和中心交换机进行数据通信的交换机，交换机分别通过网络与场站AGC和中心交换机连接。
上述一种适用于新能源场站的一次调频系统，所述快频设备包括柜体，柜体上通过锁扣设置有柜门，柜体的内部设置有用于测量并网点频率和功率的测频单元、用于显示测量信息的显示器、用于根据测量的频率和功率下发控制命令的主控以及存储所有采集点数据和有耐心状态信息的监控主机，测频单元的输入端连接电网测试端，测频单元的输出端连接主控的输入端，主控的输出端分别连接显示器和监控电机的输入端。
上述一种适用于新能源场站的一次调频系统，所述柜体上还设置有用于打开和关闭快频设备的电源按钮以及用于指示快频设备运行状态的运行指示灯，电源按钮连接在快频设备的电源输入端，运行指示灯的输入端连接主控的输出端。
上述一种适用于新能源场站的一次调频系统，所述柜体内通过键盘抽屉设置有用于手动下发命令值息的键盘，键盘的输出端连接主控的输入端。
上述一种适用于新能源场站的一次调频系统，所述柜门上设置有便于观察快频设备运行状态信息的钢化玻璃。
由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
本实用新型通过快频设备对新能源场站并网点频率、电压、电流高精度采集，当电网频率发生波动时，控制新能源机组出力，实现了新能源场站快速频率响应，同时还提高了新能源场站对电网的主动支撑能力，增加电网运行的安全性和稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型所述快频设备的结构示意图；
图3为本实用新型功率下垂曲线的示意图；
图4为本实用新型功率调节曲线的示意图。
其中：1.柜体、2.柜门、3.锁扣、4.钢化玻璃、5.电源按钮、6.运行指示灯、7.测频单元、8.显示器、9.键盘抽屉、10.交换机、11.主控、12.监控主机。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步详细说明。
一种适用于新能源场站的一次调频系统，其结构框图如图1所示，包括风机能量管理平台、场站AGC、中心交换机和快频设备。风机能量管理平台连接各个风机控制器，用来对风机控制器进行控制管理，场站AGC用来向风机能量管理平台下发调度指令，中心交换机通过网络连接风机能量管理平台和场站AGC，来进行命令的下发，快频设备用来根据并网点的频率计算全场站快频调节的目标功率，场站AGC通过中心交换机风机能量管理平台进行命令下发，快频设备分别通过网络与场站AGC和中心交换机连接。
快频设备的结构如图2所示，包括柜体1，柜体1上通过锁扣3设置有柜门2，柜门2上设置有钢化玻璃4，在柜门2处于锁闭状态时，可以通过钢化玻璃观察到快频设备的运行状态信息。
柜体1内设置有测频单元7、显示器8、交换机10、主控11和监控主机12，测频单元的输入端连接电网测试端，测频单元的输出端连接主控的输入端，主控的输出端分别连接显示器和监控电机的输入端。
测频单元7连接在并网点上，用来测量并网点电压、电流、有功功率和频率，用于快速频率调节计算，测量速度快，频率测量精度高。
显示器8用来显示测量信息，便于直观的观察到测频单元测量的并网点功率和频率信息。
交换机10用来实现测频设备内部各单元之间的网络连接，以及和其他设备之间的网络连接，交换机10通过网络分别与场站AGC和中心交换机连接。
主控11用来和场站AGC设备、测频单元以及逆变器设备的数据交换和命令下发。
监控主机12通过人机界面，能够存储所有采集点数据和计算数据，以及策略数据和运行状态、故障信息等，并可在线绘图和分析。
柜体1内还设置有电源按钮5和运行指示灯6，电源按钮用来打开和关闭快频设备，运行指示灯6用来指示快频设备的运行状态，电源按钮连接在快频设备的电源输入端，运行指示灯的输入端连接主控的输出端。
柜体1内通过键盘抽屉9设置有键盘，用来手动下发命令值，键盘的输出端连接主控的输入端。
本实用新型调频的原理是仿照常规机械旋转机组一次调频特性，场站出力变化ΔP反比电网频率变化Δf。则新能源电厂有功输出和频率必须满足一下特性：
其中：
Δf：当前频率和额定频率的差值；
P：当前频率Δf时，输出有功功率的目标值；
P0：输出有功功率初值；
PN：发电场站额定功率；
fN：系统额定频率；
fd：一次调频响应死区；
δ％：调差率。
快频设备的主控根据有功功率下垂曲线计算全场站需要改变的目标功率，对应的功率下垂曲线图3所示。
快频设备的主控计算分解每台逆变器/风机需要改变的目标功率，并通过网络下发到每一台逆变器/风机，对应的功率调节曲线如图4所示.
其中：响应滞后时间thx：自频率越过新能源场站调频死区开始到发电出力可靠的向调频方向开始变化所需的时间。西北电网文件要求风电、光伏电站thx不超过2秒。
响应时间t0.9：自频率超出调频死区开始，至有功功率调节量达到调频目标值与初始功率之差的90％所需时间。西北电网文件要求风电不超过12秒，光伏电站不超过5秒。经过测试，该一次调频系统的调节时间可达到4秒。
调节时间ts：自频率超出调频死区开始，至有功功率达到稳定(功率波动不超过额定出力±1％)的最短时间。西北电网文件要求风电、光伏电站ts不超过15秒。经过测试，该一次调频系统的调节时间可达到10秒。
本实用新型在工作时，测频设备测量并网点的频率和功率，当电网频率发生波动时，通过并网点的频率计算全场站快频调节的目标的功率，经过功率分解计算，并通过通信网络下发到每一台逆变器或者风机能力管理平台，实现全厂有功功率的调节。
Claims (5)
1.一种适用于新能源场站的一次调频系统，包括连接各个风机控制器用于对风机控制器进行控制管理的风机能量管理平台和用于向风机能量管理平台下达调度指令的场站AGC，场站AGC通过中心交换机与风机能量平台场站进行命令下发；其特征在于：所述系统还包括连接在并网点上根据并网点的频率计算全场站快频调节的目标功率的快频设备，快频设备内设置有用于与场站AGC和中心交换机进行数据通信的交换机(10)，交换机(10)分别通过网络与场站AGC和中心交换机连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于新能源场站的一次调频系统，其特征在于：所述快频设备包括柜体(1)，柜体(1)上通过锁扣(3)设置有柜门(2)，柜体(1)的内部设置有用于测量并网点频率和功率的测频单元(7)、用于显示测量信息的显示器(8)、用于根据测量的频率和功率下发控制命令的主控(11)以及存储所有采集点数据和有耐心状态信息的监控主机(12)，测频单元的输入端连接电网测试端，测频单元的输出端连接主控的输入端，主控的输出端分别连接显示器和监控电机的输入端。
3.根据权利要求2所述的一种适用于新能源场站的一次调频系统，其特征在于：所述柜体(1)上还设置有用于打开和关闭快频设备的电源按钮(5)以及用于指示快频设备运行状态的运行指示灯(6)，电源按钮连接在快频设备的电源输入端，运行指示灯的输入端连接主控的输出端。
4.根据权利要求2所述的一种适用于新能源场站的一次调频系统，其特征在于：所述柜体(1)内通过键盘抽屉(9)设置有用于手动下发命令值息的键盘，键盘的输出端连接主控的输入端。
5.根据权利要求2所述的一种适用于新能源场站的一次调频系统，其特征在于：所述柜门(2)上设置有便于观察快频设备运行状态信息的钢化玻璃(4)。
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