CN112994045A - 一种提高新能源场站支撑能力的方法及*** - Google Patents

一种提高新能源场站支撑能力的方法及*** Download PDF

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马士聪
郭剑波
汪梦军
荆逸然
徐浩田
侯玮琳
罗魁
范士雄
王国政
赵兵
吴萍
王姗姗
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
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State Grid Corp of China SGCC
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
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Abstract

本申请公开了一种提高新能源场站支撑能力的方法及***。其中，该方法包括：在新能源场站中设置扰动功率测量单元，所述扰动功率测量单元包括信息监测与处理模块、逻辑判断模块和指令处理与下发模块；根据所述信息监测与处理模块，采集扰动功率测量单元端口处的信息，根据扰动功率测量单元端口处的信息确定扰动功率；根据所述逻辑判断模块，对所述扰动功率进行判断，向所述指令处理与下发模块发送整体功率指令；根据所述指令处理与下发模块，将所述整体功率指令分解后下发给相应的新能源发电机组，提高新能源场站支撑能力。

Description

一种提高新能源场站支撑能力的方法及***
技术领域
本申请涉及电力***技术领域，特别是涉及一种提高新能源场站支撑能力的方法及***。
背景技术
能源危机使得人们对新能源的研究和利用越来越重视，而新能源发电是利用新能源的主要途径。中国的新能源发电比例正逐渐提高，并将继续提高。大规模新能源发电替代传统同步发电机组，使得***转动惯量降低，***对频率的暂态支撑能力变弱，频率越限风险增加。此外，随着特高压直流输电工程数量和容量的逐年增加，制约电力***频率稳定的主要故障成为特高压直流闭锁故障，***频率稳定水平主要取决于***的等效转动惯量：等效转动惯量越大，则***频率稳定水平越高。
随着新能源发电逐步成为主力电源，为了提升***的安全稳定运行水平，有必要充分挖掘新能源发电场站对电网的支撑能力。而目前国内的新能源场站一般不参与电网的惯量支撑，且尚处在研究阶段的虚拟同步机和虚拟惯量控制方法分别存在暂态功率可控性丧失、响应速度慢等严重问题。
针对上述的现有技术中存在的目前国内的新能源场站一般不参与电网的惯量支撑，且尚处在研究阶段的虚拟同步机和虚拟惯量控制方法分别存在暂态功率可控性丧失、响应速度慢等严重问题的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本公开的实施例提供了一种提高新能源场站支撑能力的方法及***，以至少解决现有技术中存在的目前国内的新能源场站一般不参与电网的惯量支撑，且尚处在研究阶段的虚拟同步机和虚拟惯量控制方法分别存在暂态功率可控性丧失、响应速度慢等严重问题的技术问题。
根据本公开实施例的一个方面，提供了一种提高新能源场站支撑能力的方法，包括：在新能源场站中设置扰动功率测量单元，所述扰动功率测量单元包括信息监测与处理模块、逻辑判断模块和指令处理与下发模块；根据所述信息监测与处理模块，采集扰动功率测量单元端口处的信息，根据扰动功率测量单元端口处的信息确定扰动功率；根据所述逻辑判断模块，对所述扰动功率进行判断，向所述指令处理与下发模块发送整体功率指令；根据所述指令处理与下发模块，将所述整体功率指令分解后下发给相应的新能源发电机组，提高新能源场站支撑能力。
根据本公开实施例的另一方面，还提供了一种提高新能源场站支撑能力的***，包括：扰动功率测量单元，用于在新能源场站中设置扰动功率测量单元，所述扰动功率测量单元包括信息监测与处理模块、逻辑判断模块和指令处理与下发模块；信息监测与处理模块，用于根据所述信息监测与处理模块，采集扰动功率测量单元端口处的信息，根据扰动功率测量单元端口处的信息确定扰动功率；逻辑判断模块，用于根据所述逻辑判断模块，对所述扰动功率进行判断，向所述指令处理与下发模块发送整体功率指令；指令处理与下发模块，用于根据所述指令处理与下发模块，将所述整体功率指令分解后下发给相应的新能源发电机组，提高新能源场站支撑能力。
在本发明中，通过在新能源场站中设置扰动功率测量单元，对交流电网中的扰动功率进行快速感知和响应，使新能源发电机组能够快速地提供惯量支撑，可用于实际电网的运行控制之中。以便新能源场站在可快速提供惯量支撑的同时也保有暂态功率的可控性，且该方法简便易行，具有较高的工程适用性，可以有效保障电网的安全稳定运行
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
图1是根据本公开实施例所述的一种提高新能源场站支撑能力的方法的流程示意图；
图2是根据本公开实施例所述的扰动功率测量单元接入新能源场站拓扑示意图；
图3是根据本公开实施例所述的通过扰动功率测量单元提高新能源场站支撑能力的方法的示意图；
图4是根据本公开实施例所述的一种提高新能源场站支撑能力的***的示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
根据本实施例的第一个方面，提供了一种提高新能源场站支撑能力的方法。参考图1所示，该方法包括：
S102:在新能源场站中设置扰动功率测量单元，所述扰动功率测量单元包括信息监测与处理模块、逻辑判断模块和指令处理与下发模块；
S104:根据所述信息监测与处理模块，采集扰动功率测量单元端口处的信息，根据扰动功率测量单元端口处的信息确定扰动功率；
S106:根据所述逻辑判断模块，对所述扰动功率进行判断，向所述指令处理与下发模块发送整体功率指令；
S108:根据所述指令处理与下发模块，将所述整体功率指令分解后下发给相应的新能源发电机组，提高新能源场站支撑能力。
参考图2所示，在新能源场站中设置扰动功率测量单元，对交流电网中的扰动功率进行快速感知，并对感知到的扰动功率大小进行判断，若超过设定的阈值则向新能源场站中的各个新能源发电机组发送功率指令，使新能源发电机组提供快速的惯量支撑。
扰动功率测量单元包括信息监测与处理模块、逻辑判断模块和指令处理与下发模块。该扰动功率测量单元的组织结构、各模块的配合关系参考图3所示。
信息监测与处理模块采集扰动功率测量单元端口处的节点电压、有功功率、无功功率信息，根据采集的信息计算得到扰动功率的大小，并将扰动功率发送给逻辑判断模块。
逻辑判断模块根据由信息监测与处理模块输入的扰动功率和扰动功率测量单元设置的扰动功率阈值进行逻辑判断，若扰动功率超过扰动功率阈值，则向指令处理与下发模块发送整体功率指令。
指令处理与下发模块在收到逻辑判断模块输入的整体功率指令后，将功率指令分解为每个新能源发电机组的分解功率指令，并将该指令下发给相应的新能源发电机组。
从而，通过在新能源场站中设置扰动功率测量单元，对交流电网中的扰动功率进行快速感知和响应，使新能源发电机组能够快速地提供惯量支撑，可用于实际电网的运行控制之中。以便新能源场站在可快速提供惯量支撑的同时也保有暂态功率的可控性，且该方法简便易行，具有较高的工程适用性，可以有效保障电网的安全稳定运行。
可选地，根据所述信息监测与处理模块，采集扰动功率测量单元端口处的信息，根据扰动功率测量单元端口处的信息确定扰动功率，包括：根据所述信息监测与处理模块，采集扰动功率测量单元端口处的节点电压、有功功率以及无功功率；根据所述节点电压、所述有功功率以及所述无功功率，确定扰动功率；将所述扰动功率发送至逻辑判断模块。
可选地，根据所述逻辑判断模块，对所述扰动功率进行判断，向所述指令处理与下发模块发送整体功率指令，包括：根据所述逻辑判断模块，将所述扰动功率与预定阈值进行判断；在所述扰动功率超过预定阈值的情况下，向新能源场站中的各个新能源发电机组发送功率指令，向指令处理与下发模块发送整体功率指令。
可选地，根据所述指令处理与下发模块，将所述整体功率指令分解后下发给相应的新能源发电机组，包括：根据所述指令处理与下发模块，将所述整体功率指令分解为每个新能源发电机组的分解功率指令；将所述分解功率指令下发给相应的新能源发电机组，提高新能源场站支撑能力。
根据本实施例的另外一个方面，还提供了一种提高新能源场站支撑能力的***。该***包括扰动功率测量单元400，所述扰动功率测量单元用于在新能源场站中设置扰动功率测量单元，所述扰动功率测量单元包括信息监测与处理模块、逻辑判断模块和指令处理与下发模块；信息监测与处理模块410，用于根据所述信息监测与处理模块，采集扰动功率测量单元端口处的信息，根据扰动功率测量单元端口处的信息确定扰动功率；逻辑判断模块420，用于根据所述逻辑判断模块，对所述扰动功率进行判断，向所述指令处理与下发模块发送整体功率指令；指令处理与下发模块430，用于根据所述指令处理与下发模块，将所述整体功率指令分解后下发给相应的新能源发电机组，提高新能源场站支撑能力。
可选地，信息监测与处理模块410，包括：采集信息子模块，用于根据所述信息监测与处理模块，采集扰动功率测量单元端口处的节点电压、有功功率以及无功功率；确定扰动功率子模块，用于根据所述节点电压、所述有功功率以及所述无功功率，确定扰动功率；发送扰动功率子模块，用于将所述扰动功率发送至逻辑判断模块。
可选地，逻辑判断模块420，包括：判断扰动功率子模块，用于根据所述逻辑判断模块，将所述扰动功率与预定阈值进行判断；发送整体功率指令子模块，用于在所述扰动功率超过预定阈值的情况下，向指令处理与下发模块发送整体功率指令。
可选地，指令处理与下发模块430，包括：分解整体功率指令子模块，用于根据所述指令处理与下发模块，将所述整体功率指令分解为每个新能源发电机组的分解功率指令；下发分解功率指令子模块，用于将所述分解功率指令下发给相应的新能源发电机组，提高新能源场站支撑能力。
本发明的实施例的一种提高新能源场站支撑能力的***400与本发明的另一个实施例的一种提高新能源场站支撑能力的方法相对应，在此不再赘述。
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、***、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。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、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。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种提高新能源场站支撑能力的方法，其特征在于，包括：
在新能源场站中设置扰动功率测量单元，所述扰动功率测量单元包括信息监测与处理模块、逻辑判断模块和指令处理与下发模块；
根据所述信息监测与处理模块，采集扰动功率测量单元端口处的信息，根据扰动功率测量单元端口处的信息确定扰动功率；
根据所述逻辑判断模块，对所述扰动功率进行判断，向所述指令处理与下发模块发送整体功率指令；
根据所述指令处理与下发模块，将所述整体功率指令分解后下发给相应的新能源发电机组，提高新能源场站支撑能力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述信息监测与处理模块，采集扰动功率测量单元端口处的信息，根据扰动功率测量单元端口处的信息确定扰动功率，包括：
根据所述信息监测与处理模块，采集扰动功率测量单元端口处的节点电压、有功功率以及无功功率；
根据所述节点电压、所述有功功率以及所述无功功率，确定扰动功率；
将所述扰动功率发送至逻辑判断模块。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述逻辑判断模块，对所述扰动功率进行判断，向所述指令处理与下发模块发送整体功率指令，包括：
根据所述逻辑判断模块，将所述扰动功率与预定阈值进行判断；
在所述扰动功率超过预定阈值的情况下，向新能源场站中的各个新能源发电机组发送功率指令，向指令处理与下发模块发送整体功率指令。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述指令处理与下发模块，将所述整体功率指令分解后下发给相应的新能源发电机组，包括：
根据所述指令处理与下发模块，将所述整体功率指令分解为每个新能源发电机组的分解功率指令；
将所述分解功率指令下发给相应的新能源发电机组，提高新能源场站支撑能力。
5.一种提高新能源场站支撑能力的***，其特征在于，包括：
扰动功率测量单元，用于在新能源场站中设置扰动功率测量单元，所述扰动功率测量单元包括信息监测与处理模块、逻辑判断模块和指令处理与下发模块；
信息监测与处理模块，用于根据所述信息监测与处理模块，采集扰动功率测量单元端口处的信息，根据扰动功率测量单元端口处的信息确定扰动功率；
逻辑判断模块，用于根据所述逻辑判断模块，对所述扰动功率进行判断，向所述指令处理与下发模块发送整体功率指令；
指令处理与下发模块，用于根据所述指令处理与下发模块，将所述整体功率指令分解后下发给相应的新能源发电机组，提高新能源场站支撑能力。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，信息监测与处理模块，包括：
采集信息子模块，用于根据所述信息监测与处理模块，采集扰动功率测量单元端口处的节点电压、有功功率以及无功功率；
确定扰动功率子模块，用于根据所述节点电压、所述有功功率以及所述无功功率，确定扰动功率；
发送扰动功率子模块，用于将所述扰动功率发送至逻辑判断模块。
7.根据权利要求5所述的***，其特征在于，逻辑判断模块，包括：
判断扰动功率子模块，用于根据所述逻辑判断模块，将所述扰动功率与预定阈值进行判断；
发送整体功率指令子模块，用于在所述扰动功率超过预定阈值的情况下，向指令处理与下发模块发送整体功率指令。
8.根据权利要求5所述的***，其特征在于，指令处理与下发模块，包括：
分解整体功率指令子模块，用于根据所述指令处理与下发模块，将所述整体功率指令分解为每个新能源发电机组的分解功率指令；
下发分解功率指令子模块，用于将所述分解功率指令下发给相应的新能源发电机组，提高新能源场站支撑能力。
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