使用汇集线路开关实现光伏电站有功功率紧急控制的方法技术

本发明专利技术涉及使用汇集线路开关实现光伏电站有功功率紧急控制的方法，属于光伏发电站有功自动调节技术领域，该方法包括：从电网调度端AGC系统获取光伏发电站有功功率紧急指令，以此指令作为光伏发电站有功功率紧急控制的上限Pmax；采集光伏电站并网点送出线路和各条汇集线路有功功率、各个汇集线路开关状态。若上网总有功Pgate大于上限Pmax则为超标；超标计时超过紧急控制超标允许时延后，将Pgate与Pmax的差值作为调节量Pset，通过选择略大于调节量的汇集线路有功组合实施快速切除，使切除的有功功率在满足调度指令的基础上尽可能少。本发明专利技术使用汇集线路开关实现光伏电站有功功率紧急控制，保证光伏电站上网总有功快速达到调度指令，又尽可能多的发电。

【技术实现步骤摘要】
使用汇集线路开关实现光伏电站有功功率紧急控制的方法
本专利技术属于光伏发电站有功自动调节
，特别涉及一种使用汇集线路开关实现光伏电站有功功率紧急控制的方法。
技术介绍
近年来，全国众多光伏基地的建成投产，改变了原有的电源结构，光伏发电对电网的影响逐步增大，由只对局部电网的无功电压影响，上升到对大电网调峰、调频的影响。国标GB/T1996-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》指出：“光伏发电站应具备参与电力系统的调频和调峰的能力。光伏发电站应配置有功功率控制系统，具备有功功率连续平滑调节的能力，并能够参与系统有功功率控制。光伏发电站有功功率控制系统能够接收并自动执行电网电度机构下达的有功功率及有功功率变化的控制指令”。按照规定要求，光伏发电站应积极建设有功功率自动控制系统，满足电网公司要求，提高电网光伏功率自动调节水平，确保电网稳定运行。该国标还规定，在电力系统事故或紧急情况下，光伏发电站应按下列要求运行：a)电力系统事故或特殊运行方式下，按照电网调度机构的要求降低光伏发电站有功功率。b)当电力系统频率高于50.2Hz时，按照电网调度机构指令降低光伏发电站有功功率，严重情况下切除整个光伏发电站。c)若光伏发电站的运行危及电力系统安全稳定，电网调度机构按相关规定暂时将光伏发电站切除。事故处理完毕，电力系统恢复正常运行状态后，光伏发电站应按照调度指令并网运行。对电力系统故障期间没有脱网的光伏发电站，其有功功率在故障清除后应快速恢复，自故障清除时刻开始，以至少30％额定功率/秒的功率变化率恢复至正常发电状态。电力系统传统意义上的自动有功控制(AGC)系统主要调节对象为火力发电机组和水力发电机组，在确保电网频率稳定方面发挥了重要作用。借鉴电网调度原电力系统能量管理系统(EMS)中AGC模块成功的运行经验，光伏发电站有功自动控制系统应根据电网EMS和光伏发电站实时数据采集系统的实时信息、系统发电计划以及光伏发电站功率预测系统信息，通过对光伏发电站上网有功功率的控制调节，达到对光伏发电站内几十台光伏阵列的有功功率控制。在实际运行中，电网调度端AGC系统将每个光伏发电站看成一台机组，作为系统的控制对象。电网调度端AGC系统参考发电计划和功率预测结果进行指令计算，然后发送有功功率指令到光伏发电站端AGC模块。光伏发电站AGC模块根据接收到的调度有功功率指令通过分配计算出每台光伏阵列的有功输出目标，最后将目标经通信接口下发到每台光伏阵列实现有功功率的调节。受制于光伏阵列通信接口的延时以及光伏阵列有功调节响应速度的限制(秒级)，紧急情况下光伏发电站AGC通过调节每台光伏阵列的有功输出，不能达到快速减少有功输出的要求(毫秒级)。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种使用汇集线路开关实现光伏电站有功功率紧急控制的方法，在调度要求对有功功率进行紧急控制时，不通过调节单台光伏阵列有功的输出，而是通过控制光伏发电站各个汇集线路开关来快速调节总有功输出，保证上网总有功既不超过调度指令，又尽可能多的发电。本专利技术提出的一种使用汇集线路开关实现光伏电站有功功率紧急控制的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)根据调度要求确定光伏发电站有功紧急控制超标允许时延(100毫秒～500毫秒可配置)；2)在一个调节周期(25毫秒)开始到来时，进行有功功率自动调节，具体包括：2-1)从电网调度端AGC系统获取光伏电站有功功率紧急指令，并以此指令作为光伏电站有功紧急控制的上限Pmax；2-2)采集光伏电站并网点送出线路和各条汇集线路有功功率、各个汇集线路开关状态；若上网总有功功率Pgate小于上限Pmax则为合格，超标计时清0，等待下一个调节周期开始，返回步骤2-1)；否则转步骤2-3)；2-3)超标计时累加一个调节周期的时间，得到的超标计时值若小于有功紧急控制超标允许时延，等待下一个调节周期开始，返回步骤2-1)；否则转步骤2-4)；2-4)执行减有功调节，总有功快速切除目标为：Pset＝Pgate-Pmax2-4-1)将n条汇集线路有功功率组成一个集合P1记为{P11，…，P1i，…，i＝(1，…，n)}，从此集合P1中查找出所有大于Pset的P1i构成子集，再从此子集中查找最小值P1i_min，记下线路号i及该线路有功功率与Pset的差值记为Pdelta_1(＝P1i_min-Pset)，若无此线路，则Pdelta_1＝Pgate；2-4-2)将n条汇集线路有功功率两两组合、并计算出每个组合之和(共个)，将这些和组成一个集合P2记为{P21，…P2i，…，i＝(1，…，)}，从此集合中查找出所有大于Pset的P2i构成子集，再从此子集中查找最小值P2i_min，记下线路号组合及该组合之和与Pset的差值记为Pdelta_2(＝P2i_min-Pset)，若无此线路号组合，则Pdelta_2＝Pgate；以此类推…2-4-m)将各条汇集线路有功功率任取m个有功作为一个组合(m≤n)、并计算出每个组合之和(共个)，将这些和组成一个集合Pm记为{Pm1，…Pmi，…，i＝(1，…，)}，从此集合中查找出所有大于Pset的Pmi构成子集，再从此子集中查找最小值Pmi_min，记下线路号组合及该组合之和与Pset的差值记为Pdelta_m(＝Pmi_min-Pset)，若无此线路号组合，则Pdelta_m＝Pgate；2-5)从集合{Pdelta_1，…，Pdelta_m，…，m＝(1，…，n)}查找出最小值及其对应的线路号组合；将此线路号组合对应的汇集线路开关通过硬接线方式直接断开，本周期调节结束；3)等待下一个调节周期，返回步骤2-1)。本专利技术提出的使用汇集线路开关实现光伏电站有功功率紧急控制的方法，其优点是：本专利技术方法通过控制光伏发电站各个汇集线路开关来快速调节总有功输出，保证上网总有功在紧急情况下能迅速低于调度指令。同时通过选择略大于调节量的汇集线路有功组合，使切除的有功尽可能少，最大限度发挥了光伏发电站的发电能力。通过工程实践可以发现，这种方法简单易于实现，而且光伏发电站汇集线路个数越多，切除的有功组合之和将越接近调节量，总体调节效果越好。具体实施方式下面以某光伏发电站采用本专利技术的一个具体实施例，介绍本专利技术的使用汇集线路开关实现光伏电站有功功率紧急控制的方法。本专利技术提出的使用汇集线路开关实现光伏电站有功功率紧急控制的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)根据调度要求确定光伏发电站有功紧急控制超标允许时延(100毫秒～500毫秒可配置)；2)在一个调节周期(25毫秒)开始到来时，进行有功功率自动调节，具体包括：2-1)从电网调度端AGC系统获取光伏电站有功功率紧急指令，并以此指令作为光伏电站有功紧急控制的上限Pmax；2-2)采集光伏电站并网点送出线路和各条汇集线路有功功率、各个汇集线路开关状态；若上网总有功功率Pgate小于上限Pmax则为合格，超标计时清0，等待下一个调节周期开始，返回步骤2-1)；否则转步骤2-3)；2-3)超标计时累加一个调节周期的时间，得到的超标计时值若小于有功紧急控制超标允许时延，等待下一个调节周期开始，返回步骤2-1)；否则转步骤2-4)；2-4)执行减有功调节，总有功快本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用汇集线路开关实现光伏电站有功功率紧急控制的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)根据调度要求确定光伏发电站有功紧急控制超标允许时延；2)在一个调节周期开始到来时，进行有功功率自动调节，具体包括：2‑1)从电网调度端AGC系统获取光伏电站有功功率紧急指令，并以此指令作为光伏电站有功紧急控制的上限Pmax；2‑2)采集光伏电站并网点送出线路和各条汇集线路有功功率、各个汇集线路开关状态；若上网总有功功率Pgate小于上限Pmax则为合格，超标计时清0，等待下一个调节周期开始，返回步骤2‑1)；否则转步骤2‑3)；2‑3)超标计时累加一个调节周期的时间，得到的超标计时值若小于有功紧急控制超标允许时延，等待下一个调节周期开始，返回步骤2‑1)；否则转步骤2‑4)；2‑4)执行减有功调节，总有功快速切除目标为：Pset＝Pgate‑Pmax2‑4‑1)将n条汇集线路有功功率组成一个集合P1记为{P11，…，P1i，…，i＝(1，…，n)}，从此集合P1中查找出所有大于Pset的P1i构成子集，再从此子集中查找最小值P1i_min，记下线路号i及该线路有功功率与Pset的差值记为Pdelta_1，Pdelta_1＝P1i_min‑Pset，若无此线路，则Pdelta_1＝Pgate；2‑4‑2)将n条汇集线路有功功率两两组合、并计算出每个组合之和，个，将这些和组成一个集合P2记为{P21，…P2i，…，i＝(1，…，)}，从此集合中查找出所有大于Pset的P2i构成子集，再从此子集中查找最小值P2i_min，记下线路号组合及该组合之和与Pset的差值记为Pdelta_2，Pdelta_2＝P2i_min‑Pset，若无此线路号组合，则Pdelta_2＝Pgate；以此类推…2‑4‑m)将各条汇集线路有功功率任取m个有功作为一个组合(m≤n)、并计算出每个组合之和个，将这些和组成一个集合Pm记为{Pm1，…Pmi，…，i＝(1，…，)}，从此集合中查找出所有大于Pset的Pmi构成子集，再从此子集中查找最小值Pmi_min，记下线路号组合及该组合之和与Pset的差值记为Pdelta_m，Pdelta_m＝Pmi_min‑Pset，若无此线路号组合，则Pdelta_m＝Pgate；2‑5)从集合{Pdelta_1，…，Pdelta_m，…，m＝(1，…，n)}查找出最小值及其对应的线路号组合；将此线路号组合对应的汇集线路开关通过硬接线方式直接断开，本周期调节结束；3)等待下一个调节周期，返回步骤2‑1)。...

【技术特征摘要】
1.一种使用汇集线路开关实现光伏电站有功功率紧急控制的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)根据调度要求确定光伏电站有功紧急控制超标允许时延；2)在一个调节周期开始到来时，进行有功功率自动调节，具体包括：2-1)从电网调度端AGC系统获取光伏电站有功功率紧急指令，并以此指令作为光伏电站有功紧急控制的上限Pmax；2-2)采集光伏电站并网点送出线路和各条汇集线路有功功率、各个汇集线路开关状态；若上网总有功功率Pgate小于上限Pmax则为合格，超标计时清0，等待下一个调节周期开始，返回步骤2-1)；否则转步骤2-3)；2-3)超标计时累加一个调节周期的时间，得到的超标计时值若小于有功紧急控制超标允许时延，等待下一个调节周期开始，返回步骤2-1)；否则转步骤2-4)；2-4)执行减有功调节，总有功快速切除目标为：Pset＝Pgate-Pmax2-4-1)将n条汇集线路有功功率组成一个集合P1记为{P11，…，P1i，…，i＝1，…，n}，从此集合P1中查找出所有大于Pset的P1i构成子集，再从此子集中查找最小值P1i_min，记下线路号i及该线路有功功率与Pset的差值记为Pdelta_1，Pdelta_1＝P1i_min-Pset，若无此...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立滨，王岗红，李春来，汤磊，张节潭，王鹏，徐有蕊，张桂红，周文芸，杨军，李正曦，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网青海省电力公司，国网青海省电力公司电力科学研究院，北京清大高科系统控制有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11