[发明专利]一种新能源发电站调频系统及方法

说明书

一种新能源发电站调频系统及方法，包括：快速频率响应装置，与新能源发电站的有功功率控制装置并行连接后，接入新能源发电站进行调频控制，所述快速频率响应装置，用于根据并网点频率确定工况；当工况为功率越限时，对新能源发电站有功功率控制装置进行闭锁处理，同时对新能源发电站进行调频控制；正常时，对并网点频率进行监控。本发明提供的技术方案针对新能源场站整站实现快速频率改造，能够组织发电站内机组协调发电，当电网出现故障时，解决了发电站内各机组或发电单元调节的一致性问题，避免了并网点功率振荡的风险。

技术领域

本发明涉及新能源及节能技术领域，具体涉及一种新能源发电站调频系统及方法。

背景技术

目前，风力和光伏发电是新能源利用的主要方式。新能源采用大规模集中式和分布式并举的开发模式，具有“大规模集中开发，远距离大容量送出”和“点多面广分散接入、高穿透率集群式开发”的特点。风电和光伏大规模装机快速发展，由光伏发电和风力发电组成的波动性新能源正在由补充性能源向替代性能源的角色转变。然而，在一些光资源和风资源丰富的地区，电网架构多数比较薄弱，发展特高压交直流输电，有助于新能源的有效消纳，但电力系统的故障也从传统的横向故障和纵向故障扩展到直流闭锁、直流功率损失等系统故障。而随着常规电源被风电、光伏发电等新能源电源大量替代，电网中有效转动惯量逐步降低，系统调频能力逐渐下降。在大功率缺失或故障情况下，极易诱发全网频率失稳。

现有新能源场站与功率控制相关的环节主要包含了有功功率控制系统(AGC)和无功功率控制系统(AVC)、数据采集与监视控制系统(SCADA)、公用测控系统、通信单元、风电变流器和光伏逆变器等。其中，风电机组通过快速控制的风电变流器并网，其转速控制与电网频率解耦，机组功率输出与电网频率无关，不具备快速频率响应功能。光伏发电单元由调度通过AGC下发功率控制指令，光伏组件通过光伏逆变器实现交直流变换解耦合，现有控制策略同样无法实现快速频率响应的功能。

部分新能源场站采用虚拟同步发电机技术，通过加装储能单元和留备用容量的方式模拟同步发电机组的机电暂态特性，使其具有同步发电机组的惯量、一次调频、无功调压等并网外特性。在分布式光伏发电和分散式风力发电迅速发展的现阶段，分布式电源的虚拟同步功能将具有广泛的适用性。然而在跨区域传输的大规模新能源发电领域，由于单台电源自身容量的限制，当电网出现故障时，调节过程各自为政，独立判断，可能存在一致性问题，甚至引起并网点功率振荡。尤其是选用组串式光伏逆变器的电站，逆变器数量众多，改造工作量巨大，改造费用高，发电单元极易出现出力不平衡，在输电线路并网点或者公共连接点的新能源场站的有功功率并不能有效得跟踪电网频率的变化，新能源场站的有功出力无法快速响应此时的电网需求，这对电网安全稳定运行提出了严峻挑战。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的电网出现故障，出现并网点功率振荡的问题，本发明提供了一种新能源发电站调频系统及方法。

所述系统，包括：快速频率响应装置；

所述快速频率响应装置与新能源发电站的有功功率控制装置并行连接后，接入新能源发电站进行调频控制；

所述快速频率响应装置包括：相互连接的高精度频率测量模块和快速频率控制模块；

所述高精度频率测量模块，用于采集并网点频率，并将采集到的频率发送给快速频率控制模块；

所述快速频率响应装置，用于根据所述并网点频率确定工况；当所述工况为功率越限时，对新能源发电站有功功率控制装置进行闭锁处理，同时对新能源发电站进行调频控制；当所述工况为功率正常时，对并网点频率进行监控。

优选的，所述新能源发电站，还包括：通讯装置；

所述快速频率响应装置与新能源发电站的有功功率控制装置并联到所述通讯装置；

所述快速频率响应装置与所述通讯装置连接后构成频率异常控制回路；