一种直流输电系统与发电机组联合调频的启动方法技术方案

本发明专利技术提供了一种直流输电系统与发电机组联合调频的启动方法，依据交流系统的频率偏差Δf启动直流输电系统与发电机组实现联合调频，包括高频启动模式和低频启动模式；若频率偏差Δf＞0，则直流输电系统和发电机组采用高频启动模式；若频率偏差Δf＜0，则直流输电系统和所述发电机组采用低频启动模式。和现有技术相比，本发明专利技术提供的一种直流输电系统与发电机组联合调频的启动方法，综合利用发电机组一次调频能力与直流输电系统的调制功能，避免了单纯依靠发电机组调频需要增加大量备用容量的问题，同时通过协调频率控制限制直流输电系统功率变化量，避免了直流两端交流滤波器的频繁投切，提升了直流输电系统经济性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统稳定控制领域，具体涉及。
技术介绍
风能是当前利用较多且被认为最经济的新能源。西北地区风电资源丰富，但由于我国能源与负荷呈现逆向分布的特点，目前西北地区风电能源开发呈现出“以大规模集中接入、远距离输送、大范围消纳”为主、“以大规模分散接入、就地消纳”为辅的特点，与西北地区情况类似，我国北部、东北部等风电、煤电密集地区同样存在风电与火电同时需要外送的需求。上述风电、火电能源基地与东部、中部负荷中心距离超过2000km以上，直流输电作为成熟、可靠的技术是承担远距离、大容量、低损耗输电的主要手段。由于风速具有随机性变化,致使风电功率变化具有波动性与不确定性,风电功率的大幅波动将导致直流输电系统的送端有功不平衡；且目前直流输电系统一般为定功率或定电流模式，运行中输送功率基本保持恒定，相当于恒定负荷，此种模式下加剧了送端功率不平衡情况，对送端频率稳定带来影响。高压直流输电系统(high voltage directcurrent, HVDC)具有较强的有功和无功调节能力，直流调制常用于改善交直流系统运行的稳定性，利用直流调制的快速性和直流系统的过负荷能力，可有效改善由于风电波动引发的送端功率不平衡。因此，提供一种高压直流输电系统与发电机组联合调频的启动配合方法，以提高交流系统输电端的输出功 率稳定性显得尤为重要。
技术实现思路
为了满足现有技术的需要，本专利技术提供功率，包括下述步骤:步骤1:实时检测交流系统的母线频率f，并获取频率偏差Λ f ；步骤2:依据交流系统的频率偏差Af启动所述直流输电系统与所述发电机组，实现联合调频。优选的,所述交流系统的频率偏差Af = f-fd,所述& = 50Hz ；优选的,所述启动方法包括高频启动模式和低频启动模式；若所述频率偏差Af>0，则所述直流输电系统和所述发电机组采用高频启动模式；若所述频率偏差Af <0，则所述直流输电系统和所述发电机组采用低频启动模式；优选的，所述高频启动模式包括获取发电机组的一次调频动作死区[Afmax,△f_]和直流输电系统中直流调制器的动作死区[Δ P max, Afi max];将所述频率偏差Δf与所述一次调频动作死区进行比较:若所述Afmax，则所述发电机组的调速器动作；获取所述调速器动作后的频率偏差，并将所述频率偏差与所述直流调制器的动作死区进行比较；若所述Af'≥Af' max或Af' ≤ Aff max，则所述直流调制器动作，否则结束所述高频启动模式；若所述Λ f < Λ fmax，则结束所述高频启动模式；优选的,所述低频启动模式包括:所述直流输电系统的直流调制器依据所述频率偏差△ f动作；获取所述直流调制器动作后的频率偏差Af，并将其与所述发电机组的一次调频动作死区[Afmax，AfmaJ进行比较，若所述Af≥Afmax或Af ≤Afmax则发电机组的调速器动作，否则结束所述低频启动模式。与最接近的现有技术相比，本专利技术的优异效果是:1、本专利技术提供的，综合利用发电机组一次调频能力与直流输电系统的调制功能，避免了单纯依靠发电机组调频需要增加大量备用容量的问题，同时通过协调频率控制限制直流输电系统功率变化量，避免了直流两端交流滤波器的频繁投切，提升了直流输电系统经济性；2、本专利技术提供的，充分利用直流调制器的快速性，为应对风功率等具有快速变化性的发电形式提供了合理控制方案，可以有效改善交流系统输电端母线频率不稳定问题；【附图说明】 下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1是:本专利技术实施例中发电机组、直流输电系统与交流系统的连接结构图；图2是:本专利技术实施例中直流输电系统与发电机组联合调频的启动方法流程图；图3是:本专利技术实施例中施加阵风扰动后的风速变化曲线图；图4是:本专利技术实施例中施加阵风扰动后的风电场功率变化曲线图；图5是:本专利技术实施例中高频模式下无频率控制、火电调频控制和火电直流联合调频控制的直流输电系统启动比较图；图6是:本专利技术实施例中施加渐进风扰动后的风速变化曲线图；图7是:本专利技术实施例中施加渐进风扰动后的风电场功率变化曲线图；图8是:本专利技术实施例中低频模式下无频率控制、火电调频控制和火电直流联合调频控制的直流输电系统启动比较图。【具体实施方式】下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术提供了，具体步骤为:(I)实时检测交流系统的输电端母线频率f，并获取频率偏差Λ f ;其中频率偏差Af = f-f0, f0 为 50Hz 工频。(2)依据频率偏差Af确定直流输电系统的启动模式，包括高频启动模式和低频启动模式；若频率偏差△￡ > 0，则直流输电系统和发电机组采用高频启动模式；若频率偏差Af < 0，则直流输电系统和发电机组采用低频启动模式；①:高频启动模式包括获取发电机组的一次调频动作死区[Λ f_，Δ fmaJ和直流调制器的动作死区[Af, max，Af' max];将频率偏差Af与一次调频动作死区进行比较:若Af多Afmax，则发电机组的调速器动作，对发电机转速进行调整；获取调速器动作后的频率偏差，并将该新的频率偏差与直流调制器的动作死区进行比较；若Af' _或Af'_，则直流输电系统中的直流调制器动作进行直流调制，否则结束高频启动模式；若Λ f < Λ fmax，则结束高频启动模式；本专利技术实施例中一次调频动作死区为[-0.033Hz, 0.033Hz]，直流调制器的动作死区为[0Hz,0.2Hz]；②:低频启动模式包括获取火电机组的一次调频动作死区[Afmax, Afmax];直流调制器依据频率偏差动作后，将直流调制器动作后获得的新的频率偏差Af与一次调频动作死区进行比较；若频率偏差Af≥Afmax或Af ( Afmax，则火电机组的调速器动作，否则结束低频启动模式；本专利技术实施例中一次调频动作死区为[-0.033Hz，0.033Hz]。(3)依据启动模式启动直流输电系统和发电机组。本实施例中发电机组为“风火”打捆的火电机组和风电机组，其中风电机组所处风电场为酒泉风电基地；直流输电系统为高压直流输电系统；依据风电场的功率波动值设置火电机组的备用容量C ;若风电场的功率波动范围为[N，M]，则备用容量C = M ;其中功率波动范围[N，M]内的功率波动值为落在区间[N，M]内的概率为90%的功率波动值；如图1所示交流系统的输出总功率为6000MW，其中风电机组的接入功率为1800MW ;直流输电系统采用定功率控制方式，即单极线路功率Ptkci为3000MW ；本实施例中，酒泉风电基地的功率波动为0.6%~1.5%时的概率为90%，则酒泉风电基地的功率波动范围为[10.8，270]丽，火电机组的备用容量0 = 270MW；如图2所示本实施例中火电机组和直流输电系统启动方法的具体步骤为:步骤1:实时检测交流系统母线频率f，获取频率偏差Λ f ；配置直流调制器和火电机组的调速器的参数:直流调制器采用双侧频率调制控制器，动作死区设定为[0Hz，0.2Hz]，直流调制器单极限幅的上限值为Afmax = 0.1Pdc0 = 300MW，下限值为Δ Afmax = 0.5Pdc0 = 1500MW ;火电机组的一次调频动作死本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流输电系统与发电机组联合调频的启动方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：步骤1：实时检测交流系统的母线频率f，并获取频率偏差Δf；步骤2：依据交流系统的频率偏差Δf启动所述直流输电系统与所述发电机组，实现联合调频。

【技术特征摘要】
1.一种直流输电系统与发电机组联合调频的启动方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤: 步骤1:实时检测交流系统的母线频率f，并获取频率偏差Af ; 步骤2:依据交流系统的频率偏差Af启动所述直流输电系统与所述发电机组，实现联合调频。2.如权利要求1所述的一种直流输电系统与发电机组联合调频的启动方法，其特征在于，所述交流系统的频率偏差Af = f-fd,所述& = 50Hz。3.如权利要求1所述的一种直流输电系统与发电机组联合调频的启动方法，其特征在于，所述启动方法包括高频启动模式和低频启动模式；若所述频率偏差△￡ > O,则所述直流输电系统和所述发电机组采用高频启动模式；若所述频率偏差Af < O，则所述直流输电系统和所述发电机组采用低频启动模式。4.如权利要求3所述的一种直流输电系统与发电机组联合调频的启动方法，其特征在于，所述高频启动模式包括获取发电机组的一次调频动作...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛俊，郭小江，施学谦，韩奕，孙玉娇，王雅婷，高超，张玉红，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，国网宁夏电力公司，国网新疆电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11