[发明专利]风火打捆系统直流频率控制与自动发电控制协调方法

说明书

本发明公开了属于电力系统直流控制技术领域的一种风火打捆系统直流频率控制与自动发电控制协调方法，针对实际存在的问题；采用在扰动发生时刻计算系统频率偏差峰值，将扰动分为不同的类型和程度，从而选择合适的直流调制控制策略，使得FLC在负荷突然变化或故障时立即投入，在风功率缓慢变化时暂不投入，最大程度利用AGC对风能的消纳能力，降低无功设备的动作次数；其次，在系统AGC能力不足，需要直流调制参与风功率波动消纳的情况下，将风功率波动分为高频段与低频段分别进行直流跟踪调制，最大程度利用一次调频对高频风功率波动的消纳能力，降低无功设备的动作次数，有效减少无功设备投切次数；避免了直流无功补偿设备的频繁投切。

技术领域

本发明属于电力系统直流控制技术领域，特别涉及一种风火打捆系统直流频率控制与自动发电控制协调方法，

背景技术

我国风能资源丰富，主要集中分布于西部、北部地区，如新疆哈密、甘肃酒泉、蒙东蒙西等地区。受能源资源和负荷“逆向”分布的特点所限，及西北地区风电火电同时存在外送需求，将风电与火电打捆并经特高压直流系统外送已经成为西北地区大规模风电开发与并网的重要模式。风电出力具有波动性和随机性，随着风电渗透率的不断升高，系统转动惯量减少，调频能力下降，故需利用直流输电系统有功与无功可灵活控制的特点，适应风电的波动特性及故障特性，提高风电接入系统的安全稳定性。

目前传统的直流多以直流频率限制控制器(FLC)的形式参与系统频率调节，系统频率偏差量超过死区后，FLC迅速响应，快速改变直流系统输送有功,从而抑制交流系统频率变化。但风功率波动频繁，造成FLC频繁动作，增加了高压直流无功设备的投切次数，减少其使用寿命。因此如何建立合理有效的FLC与AGC协调方法，充分利用AGC消纳较慢频率负荷的功能以减少直流动作，是当前直流参与频率调节亟需解决的问题。

文献1《向家坝-上海特高压直流系统孤岛运行方式》采用频率限制控制器(FLC)，使直流系统响应电网频率变化，通过调整直流线路功率改善系统频率稳定性。

文献2《高压直流输电系统孤岛运行调频策略》针对南方电网高压直流输电系统孤岛运行方式，阐明孤岛方式下优先利用FLC平衡功率波动、放大机组一次调频死区作为后备措施、优先调整机组功率、利用FLC自动跟随的调频策略。

文献3《孤岛方式下云广直流自动功率调整功能与小湾电厂AGC配合的仿真》分析表明孤岛方式下电厂自动发电控制(AGC)投入并走自动功率曲线，在直流频率限制器作用下，直流功率能够快速匹配，从而实现孤岛系统功率的平稳调整。

上述方法虽然从不同角度对孤岛方式下直流调制参与系统频率稳定策略进行了一定研究，但未考虑在风火打捆背景下，机组AGC与直流FLC关于消纳不同类型扰动的配合策略。

实际上存在的问题是电力系统自动发电控制作为二次调频，针对的是变化幅度较大、变化频率较慢的负荷波动，以满足系统频率稳定的要求；在风功率变化频率较慢时，由AGC进行消纳；但在当前FLC控制策略下，风功率出现波动时，直流调制响应迅速，FLC将先于自动发电控制(AGC)机组消纳功率不平衡量，使得直流动作过于频繁，直流无功调节设备投切次数增加，影响设备的使用寿命，火电机组调频能力利用率下降，AGC无法实现其消纳变化频率较慢负荷的功能。

因此，为解决上述问题，有必要给出一种风火打捆系统直流频率控制与自动发电控制协调方法。

发明内容