[发明专利]一种光伏电站参与一次调频的控制系统及实现方法

说明书

一种光伏电站参与一次调频控制的控制系统及实现方法，由信号采集单元、一次调频处理单元、有功功率计算单元、有功功率分配单元，远动通信单元、录波单元、频率扰动单元、逆变器控制单元等模块组成。本发明针对新能源光伏发电的实际特点，通过光伏电站厂站级有功功率优化控制的方式参与电网一次调频，在系统频率发生波动越过门槛时，增加或者减少逆变器的出力，在不增加额外储能设备的情况下，在一定时间内快速参与一次调频，最大程度地发挥逆变器的作用，达到降低系统频率变化幅度，参与电网频率快速恢复的目的，适用于光伏电站参与系统一次调频的应用场合。

技术领域

本发明属于电力系统控制技术领域，具体涉及一种光伏电站参与一次调频的实现方法。

背景技术

电网频率是电能质量的三大指标之一，维持电网频率的稳定是电力系统运行的重要任务。近年来，我国新能源发电发展迅速，其中太阳能光伏发电并网装机容量和发电量快速增长，其在我国各类电源装机容量中所占比例也越来越高。而光伏发电具有随机性、间歇性等特点，随着发电量的增长，其对并入电网的稳定运行也带来较大的隐患。因此，除了参与电力系统二次调频外，也要求光伏电站参与电力系统一次调频，为电力系统的频率稳定提供就地快速支撑。

对于光伏电站而言，参与电力系统一次调频的实现方法有多种，包括单机模式、多机控制模式、厂站级功率控制、调度端控制模式等，到底哪一种方式一次调频调节效果最好，需要充分的研究。

光伏电站在进行一次调频试验时，往往需要调度统一安排，相关场站需要做出配合，试验对于正常的生产运行会造成一定的影响。这样就对厂站级功率控制设备提出新的要求，具备离线测试功能，对频率扰动信号做出正确响应。

发明内容

为了解决现有一次调频技术中存在的单机参与的局限性、一次调频和二次调频如何配合等问题，本发明公开了一种光伏电站参与一次调频控制的实现方法。

本申请具体采用以下技术方案：

一种光伏电站参与一次调频的控制系统，包括站控级控制器、多个区域级控制器和监控后台；其特征在于：

站控级控制器管理全光伏电站的区域级控制器，采集汇集站母线频率并接收调度下发的光伏电站有功功率目标值，协调全光伏电站的有功功率分配，并将分配后的有功功率目标值下发至各区域级控制器；

各区域级控制器包括区域有功功率分配单元、逆变器控制单元；光伏电站内可以根据逆变器所在位置和逆变器数量划分为多个区域，区域级控制器管理光伏电站中一片区域内的逆变器，区域级控制器接收站控级控制器下发的分配后的区域有功功率目标值，再经过有功功率分配单元将区域有功功率目标值分配为逆变器有功功率目标值，并通过逆变器控制单元将逆变器有功功率目标值发送到相应的逆变器；

所述监控后台和站控级控制器相连，包括对站控级控制器和区域级控制器数据进行显示的显示单元，对一次调频控制系统功能投退进行控制的控制单元和对站控级控制器的录波结果进行分析的录波结果分析单元。

本发明进一步包括以下优选方案：

所述站控级控制器包括信号采集单元、一次调频处理单元、有功功率计算单元、全厂有功功率分配单元，远动通信单元、录波单元；

所述信号采集单元实时采集光伏汇集站母线功率及频率信号，并将采集信号提供给一次调频处理单元；

所述一次调频处理单元根据信号采集单元实时采集的光伏汇集站母线频率与额定频率进行比较，当光伏汇集站母线频率与额定频率的偏差量超过一次调频死区时，将光伏汇集站母线频率与额定频率的偏差量传递给有功功率计算单元，并通知有功功率计算单元一次调频启动；