CN109638872A - 场控级电网控制方法、装置、***及其存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种场控级电网控制方法，包括：获取电网的实时运行数据信息；当实时运行数据信息满足第一预设条件时，选择出与实时运行数据信息相对应的控制模式；基于控制模式，确定出电网的无功功率指令值，通过无功功率指令值，对电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节；以及当实时运行数据信息满足第二预设条件时，根据实时运行数据信息，确定出电网的一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值中的至少一种；基于指令值，对电网中的每个装置的有功功率进行同步补偿调节。本申请实施例还公开了一种场控级电网控制装置、***及其存储介质，可以控制新能源场站实现虚拟同步发电机的外特性，提高***稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及场控级电网控制方法、装置、***及其存储介质。
背景技术
近年，作为地球暖化的一个对策，盛行引入风力发电。在引入风力发电时，由于技术上的限制，多数是作为在一定的区域内设置多台风力发电装置，从而进行统一管理的风力发电场来使用。
传统风力发电机组采用电力电子变换器并网，并网变换器响应速度快，不具备维持***安全稳定运行所需的惯性和阻尼，其外特性与同步发电机完全不同，因此缺乏一种与配电网有效的稳定支撑机制。当风电并入电网后，***总的转动惯量相对下降，从而影响到***的动态频率响应，促使电网的稳定性大大降低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种场控级的功率控制平台，以解决现有技术中关于新能源场站中无法实现对相关装置的集中控制以及电网***整体稳定性差等诸多问题。
针对上述问题，在第一方面中，本申请实施例公开了一种场控级电网控制方法，包括：
获取电网的实时运行数据信息；
当所述实时运行数据信息满足第一预设条件时，选择出与所述实时运行数据信息相对应的控制模式；
基于所述控制模式，确定出所述电网的无功功率指令值，通过所述无功功率指令值，对所述电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节；以及
当所述实时运行数据信息满足第二预设条件时，根据所述实时运行数据信息，确定出所述电网的一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值中的至少一种；
基于所述一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值，对所述电网中的每个装置的有功功率进行同步补偿调节。
在第二方面中，本申请实施例公开了一种场控级电网控制装置，包括：
数据采集模块，用于获取电网的实时运行数据信息；
无功补偿控制单元，用于当所述实时运行数据信息满足第一预设条件时，选择出与所述实时运行数据信息相对应的控制模式，并基于所述控制模式，确定出所述电网的无功功率指令值，通过所述无功功率指令值，对所述电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节；
有功补偿控制单元，用于当所述实时运行数据信息满足第二预设条件时，根据所述实时运行数据信息，确定出所述电网的一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值中的至少一种；
基于所述一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值，对所述电网中的每个装置的有功功率进行同步补偿调节。
在第三方面中，本申请实施例公开了一种虚拟同步风力发电机控制***，包括：
虚拟同步发电机；
第二方面中的场控级电网控制装置，所述场控级电网控制装置连接至所述虚拟同步发电机；
至少一个风力发电机组或光伏设备，所述至少一个风力发电机组或光伏设备电连接至所述虚拟同步发电机，其中，所述至少一个风力发电机组或光伏设备包括控制模块，用于基于相关指令值，对所述控制模块所属的风力发电机组或光伏设备的有功功率或无功功率进行同步调节。
在第四方面中，本申请实施例公开了一种计算机可读的存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述控制方法的步骤。
应用本发明实施例所获得的有益效果包括：
本申请实施例中的场控级电网控制方法能够基于第一预设条件及控制模式，对电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节；以及基于当第二预设条件和一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值，对电网中的每个装置的有功功率进行同步补偿调节。因此，本申请实施例中的控制方法能够同时对新能源场站中的相关装置的无功功率和有功功率进行补偿，控制新能源场站实现虚拟同步发电机的外特性，对新能源场站中的所有装置进行同步功率调节，可以有效抑制***的扰动，提高***稳定性，从而提高新能源机组的渗透率。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例提供的场控级电网控制方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的无功功率控制的逻辑图；
图3为本申请实施例提供的一次调频控制的响应曲线；
图4为本申请实施例提供的一次调频控制策略的逻辑图；
图5为基于本申请实施例提供的孤岛保护控制的拓扑图；
图6为本申请实施例提供的场控级电网控制装置；
图7为本申请实施例提供的虚拟同步风力发电机控制***的结构示意图。
附图标记介绍如下：
1-数据采集模块；2-无功补偿控制单元；3-有功补偿控制单元；4-保护单元；5-虚拟同步发电机；6-数据采集装置；7-无功补偿控制装置；8-有功补偿控制装置；9-风力发电机组或光伏设备；10-远动设备；11-无功补偿装置；12-工作站。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
在对本申请实施例进行描述之前，需要对技术术语进行介绍：
(1)虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator；VSG)：通过模拟同步发电机组的机电暂态特性，使采用变流器的电源具有同步发电机组的惯量、阻尼、一次调频、无功调压等并网运行外特性的技术。
(2)虚拟惯量控制(Virtual inertia control；VIC)：虚拟同步发电机输出的有功功率响应于***频率变化率的特性。
(3)一次调频(Primary frequency common；PFC)：虚拟同步发电机输出的有功功率响应于***频率偏差量的特性。
(4)无功电网控制(Var/voltage management platform；VMP)：无功电压控制平台。
(5)孤岛保护(Anti-Island Protection；AID)：检测新能源场站内的线路孤岛状态。
在第一方面中，图1示出了本申请实施例提供的场控级电网控制方法的流程图。如图1所示，该控制方法包括：
S101：获取电网的实时运行数据信息。
S102：当实时运行数据信息满足第一预设条件时，选择出与实时运行数据信息相对应的控制模式。
S103：基于控制模式，确定出电网的无功功率指令值，通过无功功率指令值，对电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节。以及
S104：当实时运行数据信息满足第二预设条件时，根据实时运行数据信息，确定出电网的一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值中的至少一种。
S105：基于一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值，对电网中的每个装置的有功功率进行同步补偿调节。
本申请实施例中的场控级电网控制方法能够基于第一预设条件及控制模式，对电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节；以及基于当第二预设条件和一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值，对电网中的每个装置的有功功率进行同步补偿调节。因此，本申请实施例中的控制方法能够同时对新能源场站中的相关装置的无功功率和有功功率进行补偿，控制新能源场站实现虚拟同步发电机的外特性，对新能源场站中的所有装置进行同步功率调节，可以有效抑制***的扰动，提高***稳定性，从而提高新能源机组的渗透率。
通常，在电网中，由电源供给负载的电功率被分为两种：一种是有功功率，另一种是无功功率，其中，有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，换言之，就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。而无功功率是针对电路内电场与磁场，例如，在风力发电机中，发电机组在运行时会不同程度地产生电场与磁场，无功功率就是用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。
因此，第一预设条件是针对电场的无功功率而设置的，例如，在风力发电场或光伏电场中通常会预先设置整个电场所需的无功功率值，当测量出的电场(例如，并网点)的无功功率值小于上述预设的无功功率值时，即为本申请实施例所涉及的第一预设条件，说明需要对电场的无功功率进行补偿。
同样地，第二预设条件是针对电场的有功功率而设置的，例如，在风力发电场或光伏电场中通常会预先设置整个电场所需的有功功率值，当测量出的实际电场的有功功率值小于上述预设的有功功率值时，即为本申请实施例所涉及的第二预设条件，说明需要对电场的有功功率进行补偿。
图2示出了本申请实施例提供的无功功率控制方法的逻辑图，其中，通过在采集点(即，并网点)获得的实时电压V、实时无功功率实测值Cos以及功率因数Q。当电网中电压、无功功率值和功率因数的预设值(即，图2中的命令值)与获得的实时电压V、实时无功功率实测值Cos以及功率因数Q的差值的绝对值大于死区设定值时，选择不同的控制模式对风电场的无功源(例如，风机/光伏设备和集中无功补偿装置)进行集中控制和调节，每种控制模式都将通过合理的控制算法转化为无功目标值，同时在满足相关安全约束条件的情况下，基于合理的控制算法形成不同无功源的不同控制命令，并实时检测比较控制点与目标值的差距形成闭环控制。
基于上述理论，本申请实施例的无功功率补偿方法是基于并网点的实时电压、无功功率实测值以及实时功率因数值来确定进行补偿的，以下针对本申请实施例的无功功率的补偿控制方式进行详细描述：
关于并网点的实时电压而言，上述S101中的获取电网的实时运行数据信息，包括：获取电网的并网点的实时电压。上述S102中的当实时运行数据信息满足第一预设条件时，选择出与实时运行数据信息相对应的控制模式，包括：当电网的电压命令值与实时电压的差值大于电压死区设置值时，选择电压控制模式。另外，上述S103中的基于控制模式，确定出电网的无功功率指令值，通过无功功率指令值，对电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节，包括：基于电压控制模式，计算得出无功功率指令值，将无功功率指令值发送至每个装置中，对电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节，直至满足预设的无功功率值。
类似地，关于实时无功功率实测值而言，在S101中的获取电网的实时运行数据信息包括：获取电网的并网点的实时无功功率实测值。在S102中的当实时运行数据信息满足第一预设条件时，选择出与实时运行数据信息相对应的控制模式包括：当电网的无功功率命令值与实时无功功率实测值的差值大于无功功率死区设置值时，选择无功功率控制模式。在S103：基于控制模式，确定出电网的无功功率指令值，通过无功功率指令值，对电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节包括：基于无功功率控制模式，计算得出无功功率指令值，将无功功率指令值发送至每个装置中，对电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节，直至满足预设的无功功率值。
类似地，关于实时功率因数值而言，在S101中的获取电网的实时运行数据信息包括：获取电网的并网点的实时功率因数值。在S102中的当实时运行数据信息满足第一预设条件时，选择出与实时运行数据信息相对应的控制模式包括：当电网的功率因数命令值与实时功率因数值的差值大于功率因数死区设置值时，选择功率因数控制模式。在S103中的基于控制模式，确定出电网的无功功率指令值，通过无功功率指令值，对电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节包括：基于功率因数控制模式，计算得出无功功率指令值，将无功功率指令值发送至每个装置中，对电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节，直至满足预设的无功功率值。
基于上述控制步骤，本申请实施例的无功功率控制方法首先能够根据电网的要求，实现风电场就地端电压以及无功功率的控制，从而提供远程自动控制和就地自动控制方式。其次，根据现场电网的实际情况，可以提供多种可选择控制模式，例如，包括：电压控制模式、无功功率控制模式和功率因数控制模式。在电压控制模式中还可分为恒电压控制、PI控制、电压下垂控制三种控制方式，使得控制方式更加多样化。
可选地，电网的装置包括风力发电机和光伏设备中的至少一种。因此，申请人还发现，在进行电压和功率的调节时，如果优先考虑电网中相关装置的静态无功调节能力，只有在相关装置的无功能力不足时，才会进行不足部分的无功补偿，这种以装置的无功能力为主，动态无功设备为辅的控制方式，充分利用了新能源场站无功源的特点，发挥了新能源场站在无功电压控制方面的优势。
因此，可选地，当无功功率指令值所补偿的无功功率小于无功目标值时，向无功功率补偿装置发出补偿指令，无功功率补偿装置向电网输出无功功率，直至满足预设的无功功率值。
通过上述无功功率补偿控制方式法，可以实现电网站的就地端电压和无功功率的控制，并提供远程自动控制和就地自动控制方式。同时，该控制方法还可以集中协调控制风电场内全部无功源，包括风电机组的无功功率能力以及其他无功补偿装置。在控制策略上，优先调度风机或光伏设备静态无功调节能力，在风机或光伏设备无功不足的情况下，可以再进一步调度集中无功补偿设备。另外，具有该控制方法的装置还可以具有无功功率控制***的功能，可以与无功功率的主站进行通讯，上传采集数据，接受控制命令。最后，本控制方法还可以监测风机机组或光伏设备的安全约束，根据接收到的控制命令在满足安全约束条件下实施控制命令输出。
在对电网中的装置进行无功功率补偿的同时，本申请实施例的控制方法还能够对电网中的装置进行有功功率补偿。在一个实施例中，有功功率补偿是根据一次调频进行补偿操作。本申请实施例提供的一次调频控制方法可以模拟传统火力发电机组的一次调频特性。在电网***频率扰动后，提供快速、准确的有功功率支撑，应对电网安全运行需求，将对提高新能源场站的渗透率及确保电力***的稳定运行具有重要意义。
图3示出了本申请实施例提供的一次调频控制的响应曲线。以下公式提供了各新能源场站按照有功-频率特性曲线函数，实现快速频率响应功能，公式如下：
其中：
fd—快速频率响应动作门槛；
Pn—额定功率；
δ％—调差率；
P0—功率初值。
在一个实施例中，快速频率响应动作门槛fd的数值优选为50±0.06Hz。调差率δ％优选为2％～3％。在另一个实施例中，当电网的并网点的有功功率大于20％时，可以参与一次调频控制，且一次调频响应限幅不应大于电网站所额定出力的10％。
图4示出了本申请实施例提供的一次调频控制策略的逻辑图。如图4所示，其主要步骤包含了以下三部分：第一，计算电网站有功增量指令；其中，根据并网点的频率和全场时时功率值，计算出电网站一次调频的有功增量指令值。第二，对单个装置的有功分配控制，其中，将计算所得的有功功率指令值下发至总控制器，总控制器可以根据每台装置的相关运行状态，将有功增量指令值采用优化的场群控制策略分配至每台装置，实现了有功功率的快速响应。最后，单个装置的功率控制***，其中，例如风力发电机中的风电机组可以参与电网的一次调频控制。
基于上述控制原理，在S101中的获取电网的实时运行数据信息包括：获取电网的并网点的实时频率和实时功率值。在S104中的当实时运行数据信息满足第二预设条件时，根据实时运行数据信息，确定出电网的一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值中的至少一种包括：当并网点的实时频率未处于频率设定值的范围内时，基于并网点的实时频率和实时功率值，确定出电网的一次调频的有功功率增量指令值，用于对装置的有功功率进行补偿。在S105中的基于一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值，对电网中的每个装置的有功功率进行同步补偿调节包括：将一次调频有功功率增量指令值发送至装置中，对装置进行有功功率同步调节，直至满足有功功率目标值。
本申请实施例提供的一次调频有功功率控制方法具有如下功能和有益效果：
1、可以根据有功功率的主站要求，实现电网场就地端一次调频的控制。当一次调频功能禁止时，风电机组或光伏设备应处于常规控制状态，不主动参与电网调频，风电机组或光伏设备跟随电网场下达的控制指令。
2、参见图3，在进行一次调频的功能期间，当频率在控制死区fd-～fd+范围内时，风电机组或光伏设备不参与一次调频，正常运行，并预留当前风速下指定容量的备用功率。
3、一次调频期间电网站可以按照电网要求的有功-频率特性输出有功功率，实现快速频率响应功能，一次调频期间的过频和欠频死区、调差率及功率响应限幅值可独立设置，且在线可调。
4、监测机组安全约束，根据接收到的控制命令在满足安全约束条件下实施控制命令输出。
但是，在实际使用时，有些电网站希望利用风电机组或光伏设备的惯性进行有功功率的补偿。因此，在另一个实施例中还提供了利用虚拟惯性控制方法来进行有功功率补偿。在使用时，申请人发现，当频率的偏差值大于频率死区范围且电网站的有功出力大于20％PN时，该电站具有惯量特性，响应于快速的***频率变化，增加/降低其有功功率输出。
在惯量响应时，虚拟同步发电机的有功功率变化量应满足如下公式：
其中：
Pn—额定功率；
TJ—惯性时间常数，单位为秒；
fN—额定频率。
可选地，在一个优选实施例中，最大的有功功率增量应不大于10％PN，响应时间不应大于3秒，TJ应在4秒～12秒范围内，优选为7秒。
类似于上述一次调频控制策略，虚拟惯性有功功率控制方法同样也包含了以下三步骤：第一，计算电网站有功增量指令；其中，根据并网点的频率和全场时时功率值，计算出电网站虚拟惯性控制的有功增量指令值。第二，对单个装置的有功分配控制，其中，将计算所得的有功功率指令值下发至总控制器，总控制器可以根据每台装置的相关运行状态，将有功增量指令值采用优化的场群控制策略分配至每台装置，实现了有功功率的快速响应。最后，单个装置的功率控制***，其中，例如风力发电机中的风电机组可以参与电网的虚拟惯性控制。
基于上述控制原理，在S101中的获取电网的实时运行数据信息，包括：获取电网的并网点的实时频率和实时功率值。在S104中的当实时运行数据信息满足第二预设条件时，根据实时运行数据信息，确定出电网的一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值中的至少一种，包括：当并网点的实时频率未处于频率设定值的范围内时，基于并网点的实时频率和实时功率值，确定出虚拟惯性有功功率增量指令值，用于对装置的有功功率进行补偿。在S105中的基于一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值，对电网中的每个装置的有功功率进行同步补偿调节，包括：虚拟惯性有功功率增量指令值发送至装置中，对装置进行有功功率同步调节，直至满足有功功率目标值。
本申请实施例提供的虚拟惯性有功功率控制方法具有如下功能和有益效果：
1、可以根据有功功率的主站要求，实现新能源场站就地端虚拟惯性的控制。当虚拟惯性功能禁止时，风电机组或光伏设备应处于常规控制状态，不主动参与电网调频，有功功率跟随有功功率主站下达的控制指令。
2、参见图3，在进行虚拟惯性功能期间，当频率在控制死区fd-～fd+范围内时，风电机组或光伏设备不参与虚拟惯性控制。
3、虚拟惯性控制期间新能源场站按照电网要求的有功-频率特性输出有功功率，实现快速频率响应功能，采用虚拟惯性控制期间的过频和欠频死区、惯性时间常数及功率响应限幅值可独立设置，并且可以对相关数据进行实时调整。
4、监测机组安全约束，根据接收到的控制命令在满足安全约束条件下实施控制命令输出。
当然，为了能够检测电网站内各集电线路断路器状态，在故障期间下对装置的急停保护。因此，本申请实施例还提供了孤岛保护控制的拓扑图，如图5所示，电网场内各个线路有不同的断路器，如图中的P1、P2、P3等，每一个断路器的开通或者是关断的信号作为开关信号，上送至虚拟同步发电机，孤岛检测程序会统计与断路器相关联的风机，当断路器断开时，给与该断路器连接的装置下达急停指令。
因此，本申请实施例提供的场控级电网控制方法还包括：通过获取在电网内与装置连接的断路器所产生的信号，判断断路器的运行状态；以及当判断电网中的其中一个断路器出现故障时，向与断路器连接的装置发送停止运行的指令。
在第二方面中，如图6所示，本申请实施例还公开了一种场控级电网控制装置，包括：
数据采集模块1，用于获取电网的实时运行数据信息。
无功补偿控制单元2，用于当实时运行数据信息满足第一预设条件时，选择出与实时运行数据信息相对应的控制模式，并基于控制模式，确定出电网的无功功率指令值，通过无功功率指令值，对电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节.
有功补偿控制单元3，用于当实时运行数据信息满足第二预设条件时，根据实时运行数据信息，确定出电网的一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值中的至少一种；基于一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值，对电网中的每个装置的有功功率进行同步补偿调节。
为了能够检测电网站内各集电线路断路器状态，在故障期间下对装置的急停保护。因此，场控级电网控制装置还包括：保护单元4，用于通过获取在电网内与装置连接的断路器所产生的信号，判断断路器的运行状态，当判断电网中的其中一个断路器出现故障时，向与断路器连接的装置发送停止运行的指令。
具体地，在一个实施例中，如图7所示，场控级电网控制装置还包括：数据采集装置6，数据采集模块1可以集成在数据采集装置6中。
无功补偿控制装置7，无功补偿控制单元2可以集成在无功补偿控制装置7中。
有功补偿控制装置8，有功补偿控制单元3可以集成在有功补偿控制装置8中。
基于同一个构思，第二方面中的场控级电网控制装置的有益效果与第一方面中的场控级电网控制方法的有益效果类似，在此不再重复赘述。
在第三方面中，继续参考图7，本申请实施例还公开了一种虚拟同步发电机控制***，包括：
虚拟同步发电机5。
第二方面中的场控级电网控制装置，该场控级电网控制装置连接至虚拟同步发电机5。
在本实施例中，数据采集装置6、无功补偿控制装置7和有功补偿控制装置8分别与虚拟同步发电机5连接。
至少一个风力发电机组或光伏设备9，至少一个风力发电机组或光伏设备9电连接至虚拟同步发电机5，其中，至少一个风力发电机组或光伏设备9包括控制模块，用于基于相关指令值，对该控制模块所属的风力发电机组或光伏设备9的有功功率或无功功率进行同步调节。
在本实施例中，无功补偿控制装置7和有功补偿控制装置8通过远动设备10连接至虚拟同步发电机5。虚拟同步发电机5还可以与无功补偿装置11电连接，在至少一个风力发电机组或光伏设备9无法满足预设的无功功率补偿时，提供额外的无功功率补偿。另外，虚拟同步发电机5还可以与工作站12进行电连接，对相关数据实时进行监控和管理。
在本实施例中的虚拟同步发电机控制***主要包含信息：
风力发电机组或光伏设备信息。该风力发电机组或光伏设备信息包括风力发电机组或光伏设备的电压、电流、有功功率实测值、无功功率实测值、有功功率指令值、无功功率指令值、运行状态、额定功率、故障信息、风机相关量(风速、桨矩角)等信息。
无功补偿装置信息。该信息包括：运行状态、电压、电流、有功功率实测值、无功功率实测值、有功功率指令值、无功功率指令值、最大无功功率、最小无功功率、故障信息。
新能源场站内断路器开关状态。
并网点信息。该并网点信息包括：并网点电压和电流信号。
数据传输通过通讯协议上传，可支持的通讯协议有IEC104、Modebus、DNP。可选地，电网站内部的所有上述信息采集至虚拟同步发电机内，储存在通讯服务器的共享内存里，不同的控制模块从共享内存中获取所需数据，实现具体的功能，互不影响。
在第四方面中，本申请实施例还公开了一种计算机可读的存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述控制方法的步骤。
应用本发明实施例所获得的有益效果包括：
本申请实施例中的场控级电网控制方法能够基于第一预设条件及控制模式，对电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节；以及基于当第二预设条件和一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值，对电网中的每个装置的有功功率进行同步补偿调节。因此，本申请实施例中的控制方法能够同时对新能源场站中的相关装置的无功功率和有功功率进行补偿，控制新能源场站实现虚拟同步发电机的外特性，对新能源场站中的所有装置进行同步功率调节，可以有效抑制***的扰动，提高***稳定性，从而提高新能源机组的渗透率。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种场控级电网控制方法，其特征在于，包括：
获取电网的实时运行数据信息；
当所述实时运行数据信息满足第一预设条件时，选择出与所述实时运行数据信息相对应的控制模式；
基于所述控制模式，确定出所述电网的无功功率指令值，通过所述无功功率指令值，对所述电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节；以及
当所述实时运行数据信息满足第二预设条件时，根据所述实时运行数据信息，确定出所述电网的一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值中的至少一种；
基于所述一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值，对所述电网中的每个装置的有功功率进行同步补偿调节。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述获取电网的实时运行数据信息，包括：
获取所述电网的并网点的实时电压；以及
当所述实时运行数据信息满足第一预设条件时，选择出与所述实时运行数据信息相对应的控制模式，包括：
当所述电网的电压命令值与所述实时电压的差值大于电压死区设置值时，选择电压控制模式，以及
基于所述电压控制模式，计算得出无功功率指令值，将所述无功功率指令值发送至每个所述装置中，对所述电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节，直至满足预设的无功功率值。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述获取电网的实时运行数据信息，包括：
获取所述电网的并网点的实时无功功率实测值；以及
所述当所述实时运行数据信息满足第一预设条件时，选择出与所述实时运行数据信息相对应的控制模式，包括：
当所述电网的无功功率命令值与所述实时无功功率实测值的差值大于无功功率死区设置值时，选择无功功率控制模式；以及
基于所述无功功率控制模式，计算得出无功功率指令值，将所述无功功率指令值发送至每个所述装置中，对所述电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节，直至满足预设的无功功率值。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述获取电网的实时运行数据信息，包括：
获取所述电网的并网点的实时功率因数值；以及
所述当所述实时运行数据信息满足第一预设条件时，选择出与所述实时运行数据信息相对应的控制模式，包括：
当所述电网的功率因数命令值与所述实时功率因数值的差值大于功率因数死区设置值时，选择功率因数控制模式；以及
基于所述功率因数控制模式，计算得出无功功率指令值，将所述无功功率指令值发送至每个所述装置中，对所述电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节，直至满足预设的无功功率值。
5.根据权利要求2-4任一项所述的控制方法，其特征在于，当所述无功功率指令值所补偿的无功功率小于所述预设的无功功率值时，向无功功率补偿装置发出补偿指令，所述无功功率补偿装置向电网输出无功功率，直至满足所述预设的无功功率值。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，
所述获取电网的实时运行数据信息，包括：
获取所述电网的并网点的实时频率和实时功率值；以及
当所述实时运行数据信息满足第二预设条件时，根据所述实时运行数据信息，确定出所述电网的一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值中的至少一种，包括：
当所述并网点的实时频率未处于频率设定值的范围内时，基于并网点的实时频率和实时功率值，确定出电网的一次调频的有功增量指令值，用于对所述装置的有功功率进行补偿；以及
将所述一次调频有功功率增量指令值发送至所述装置中，对所述装置进行有功功率同步调节，直至满足所述有功功率目标值。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述获取电网的实时运行数据信息，包括：
获取所述电网的并网点的实时频率和实时功率值；以及
当所述实时运行数据信息满足第二预设条件时，根据所述实时运行数据信息，确定出所述电网的一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值中的至少一种，包括：
当所述并网点的实时频率未处于频率设定值的范围内时，基于并网点的实时频率和实时功率值，确定出所述虚拟惯性有功功率增量指令值，用于对所述装置的有功功率进行补偿，以及
将所述虚拟惯性有功功率增量指令值发送至所述装置中，对所述装置进行有功功率同步调节，直至满足所述有功功率目标值。
8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
通过获取在所述电网内与所述装置连接的断路器所产生的信号，判断所述断路器的运行状态；
当判断所述电网中的其中一个断路器出现故障时，向与所述断路器连接的装置发送停止运行的指令。
9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述电网的装置包括风力发电机和光伏设备中的至少一种。
10.一种场控级电网控制装置，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于获取电网的实时运行数据信息；
无功补偿控制单元，用于当所述实时运行数据信息满足第一预设条件时，选择出与所述实时运行数据信息相对应的控制模式，并基于所述控制模式，确定出所述电网的无功功率指令值，通过所述无功功率指令值，对所述电网中的每个装置的无功功率进行同步补偿调节；
有功补偿控制单元，用于当所述实时运行数据信息满足第二预设条件时，根据所述实时运行数据信息，确定出所述电网的一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值中的至少一种；
基于所述一次调频有功功率增量指令值或虚拟惯性有功功率增量指令值，对所述电网中的每个装置的有功功率进行同步补偿调节。
11.根据权利要求10所述的控制装置，其特征在于，还包括：
保护单元，用于通过获取在所述电网内与所述装置连接的断路器所产生的信号，判断所述断路器的运行状态，当判断所述电网中的其中一个断路器出现故障时，向与所述断路器连接的装置发送停止运行的指令。
12.根据权利要求10或11所述的控制装置，其特征在于，还包括：
数据采集装置，所述数据采集模块集成在所述数据采集装置中；
无功补偿控制装置，所述无功补偿控制单元集成在所述无功补偿控制装置中；
有功补偿控制装置，所述有功补偿控制单元集成在所述有功补偿控制装置中。
13.一种虚拟同步发电机控制***，其特征在于，包括：
虚拟同步发电机；
如权利要求10至12任一项所述的场控级电网控制装置，所述场控级电网控制装置连接至所述虚拟同步发电机；
至少一个风力发电机组或光伏设备，所述至少一个风力发电机组或光伏设备电连接至所述虚拟同步发电机，其中，所述至少一个风力发电机组或光伏设备包括控制模块，用于基于相关指令值，对所述控制模块所属的风力发电机组或光伏设备的有功功率或无功功率进行同步调节。
14.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-9任一项所述的控制方法的步骤。
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