[发明专利]一种新能源快速频率响应装置及方法

说明书

本申请公开了一种新能源快速频率响应装置及方法，通过对升压站并网点的电压值和电流值进行采样，当升压站并网点的频率超过预设的调频死区频率时，则根据功率目标调节值生成调频指令初始值，同时，还根据AGC协调控制模型对所述调频指令初始值进行约束控制，再通过预设的控制指令分配策略对所述调频指令初始值下发至各新能源机组的功率分配进行控制，从而对各新能源机组的有功输出进行调整。实现了对新能源场站的快速调频操作，极大地缩短了功率调节的响应时间，同时，还通过在AGC系统的协调下，对调频指令初始值进行约束控制和合理分配，从而保障新能源场站的各新能源机组的安全可靠的运行。

技术领域

本申请涉及新能源自动控制技术领域，尤其涉及一种新能源快速频率响应装置及方法。

背景技术

随着风电、光伏等新能源接入比例的不断增加，逐步成为未来电力系统中的重要电源，同时也挤占具有转动惯量的常规电源机组空间，电网一次调频资源储备下降，频率控制结构性困境凸显。

但是，现有的新能源场站的功率调节系统响应时间较慢，往往都是几十秒，乃至分钟级别，无法满足电网快速频率调节的要求。

因此，目前新能源场站亟需一种具备电网快速调频的能力的响应装置。

发明内容

本申请提供了一种新能源快速频率响应装置及方法，用于解决现有的新能源场站的功率调节系统响应时间较慢的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种新能源快速频率响应装置，包括：交流采样模块、主控模块、频率调节执行模块和通信模块；

所述交流采样模块用于采集升压站并网点的电压值和电流值，还用于根据所述电压值和所述电流值计算所述升压站并网点的频率和实时有功功率，还用于将所述电压值、所述电流值、所述频率和所述实时有功功率传输至所述主控模块；

所述主控模块用于基于有功功率-频率下垂特性模型，根据所述实时有功功率计算得出功率目标调节值，还用于当所述升压站并网点的所述频率超过预设的调频死区频率时，则根据所述功率目标调节值生成调频指令初始值；还用于根据预设的AGC协调控制模型对所述调频指令初始值进行约束控制，从而形成调频指令执行值，还用于将所述调频指令执行值发送至所述频率调节执行模块；

所述频率调节执行模块用于接收所述调频指令执行值后，根据预设的控制指令分配策略对所述调频指令初始值下发至各新能源机组的功率分配进行控制，从而形成调频指令分配值；还用于将所述调频指令分配值发送至所述通信模块；

所述通信模块通过以太网连接至各新能源机组，用于将所述调频指令分配值下发至各新能源机组，从而调整各新能源机组的有功输出。

优选地，所述交流采样模块包括16位AD采样子模块、录波子模块和第一计算子模块；

所述16位AD采样子模块设有三路电压通道和三路电流通道，用于采集所述升压站并网点的母线的电压模拟信号和电流模拟信号，还用于将所述电压模拟信号和所述电流模拟信号分别转换为电压数字信号和电流数字信号；

所述录波子模块用于对所述16位AD采样子模块获取的所述电压数字信号和电流数字信号进行数据录波，从而形成电压波形和电流波形；

所述第一计算子模块用于根据所述电压波形和所述电流波形确定波形的过零点，还用于基于最小二乘法算法对所述波形的过零点进行拟合计算得出所述频率，还用于通过对所述电压数字信号和电流数字信号分别进行傅里叶变换计算得出电流幅值、电压幅值和相角值，还用于根据所述电流幅值、所述电压幅值和所述相角值计算所述升压站并网点的所述实时有功功率。

优选地，所述有功功率-频率下垂特性模型为：

约束条件为：