[发明专利]新能源发电机组并网运行实时监测系统及其故障控制方法

说明书

本发明涉及一种新能源发电机组并网运行实时监测系统，包括第一层的监控主站、与监控主站通过区域电网主干线路连接的第二层区域电网、与区域电网通过电站主干线路连接的第三层电站、与电站通过机组主干线路连接的第四层机组和用于各层之间数据传输的联络线；并且包括了该新能源发电机组并网运行实时监测系统的故障控制方法。本发明通过新能源机组分层监测和控制相结合，即可达到全网所有机组的统一协调监测控制，精准柔性停机，也可以对事后反推分析振荡的原因提供仿真数据，解决了由于新能源场站引起的系统振荡问题。

技术领域

本发明涉及电网监测技术领域，特别涉及一种新能源发电机组并网运行实时监测系统，并且涉及其故障控制方法。

背景技术

新能源发电并网系统在电网中占比不断升高，现阶段电网管理通常将其列为受控电流源型发电设备，根据电网的需求进行有功和无功的输出。虽然新能源单机尤其是风机的单机容量逐年的增大，电站装机容量也屡创新高，但是相较于传统能源，还是具有容量小，点分散以及不易控制等特点。近几年由于电网的网架结构发生了变化，对于新能源发电系统也有了新的需求，具体为低电压穿越、过电压穿越以及频率穿越等暂态要求以及一次调频等稳态要求等。虽然新能源并网性能不断提升，但是其本身的受控电流源型发电以及电力电子器件并网等特性并未改变。

目前新能源单机详细的数学模型，尤其是锁相部分并未能够在电力系统仿真中能够起到指导性的作用，这就导致当系统发生小的扰动故障时，新能源单机在进行应激性反应对于系统的扰动形成负反馈，有时会加剧扰动的幅值以及时长，从而可能造成电网系统与新能源电站之间或者联络线的同步或者超同步振荡的发生。

进而，针对电网系统在出现次同步或者超同步振荡时，会危及到同步发电机的转子，一般保护同步发电机的方式为关停同步机，当系统振荡消失后再重新启动；针对采取在联络线增加串联电容，减小系统阻抗，而降低振荡的发生概率；针对新能源电站采取的逐步关停，而减少由于新能源电站引起的振荡；针对在大的发散式振荡，只能解列系统，减少振荡带来的危害；针对现有的电力系统监测的范围仅仅是新能源电站的并网点，对于电厂内部的新能源机组并不全面，导致当振荡发生时只能粗放的切厂、切联络线直至振荡的消失，有时候的这种操作会造成新能源机组形成孤岛造成元器件的损坏等现象。

因此，对于新能源机组的阻抗特性以及并网特性的实时监测就会变得极为重要，也是焦点和难点。而如何有效的对新能源占比较高的地区进行统一协调的监视，保证系统扰动时候减少振荡的发生成为了一项重要的研究课题。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种新能源发电机组并网运行实时监测系统的具体结构，包括第一层的监控主站、与监控主站通过区域电网主干线路连接的第二层区域电网、与区域电网通过电站主干线路连接的第三层电站、与电站通过机组主干线路连接的第四层机组和用于各层之间数据传输的联络线；所述机组为一组机组1以上的n组机组n构成，且与上一级电站并联连接而组成的电站1；所述电站为一个电站1以上的n个电站n构成，且与上一级区域电网并联连接而组成的区域电网1；所述区域电网为一个区域电网1以上的n个区域电网n构成，且与上一级监控主站所连接；并且所述监控主站通过联络线获得下一层位置内的区域电网、电站和机组任意一层所在位置电气的实时数据信息，所述区域电网通过联络线获得下一层位置内的电站和机组任意一层所在位置电气的实时数据信息，从而实现对整个新能源发电机组并网系统数据的统计分析目的，同时对于其中发生振源点的故障电气发出干预控制指令，从而对其进行紧急停机，避免了对整个新能源发电机组并网系统而产生的冲击和故障影响。

进一步的，所述监控主站包括电网电气监控信息模块、电网电气信息统计模块、电网控制模块和电网设置模块；所述电网监控电气信息模块用于监控各区域电网的关键节点的电气信息，所述电网统计电气信息模块用于统计各区域电网的所有级别的电气信息，所述电网控制模块用于向区域电网和/或电站发出干预控制指令，从而对故障机组进行紧急停机；所述电网设置模块用于配置网络参数和控制指令的编程。