基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法及其系统技术方案

本发明专利技术的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法及其系统，方法包括故障监测子站将电网故障信息发送至协调控制主站和新能源控制子站；新能源控制子站接收电网故障信息后将其发送给新能源场站集中管控系统；新能源场站集中管控系统接收电网故障信息后，通过从新能源采集终端反馈的信息计算新能源脱网有功功率总量；新能源场站集中管控系统将本场站新能源脱网有功功率量发送至新能源控制子站；协调控制主站在计算出全网新能源脱网有功功率总量之后，电网执行站接收到所述速降直流功率控制命令后，实施速降直流功率控制。本发明专利技术利于新能源机组大规模脱网后的频率稳定紧急控制，有利于保障新能源高占比电网安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法及其系统
本专利技术涉及基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法及其系统，属于电力系统及其自动化

技术介绍
风电和太阳能发电凭借其技术相对成熟、资源异常丰富等优势，在世界各国新能源发展战略中均居于重要地位。然而，风电、太阳能发电等新能源电力在耐频、耐压等方面的性能明显弱于常规机组，交直流故障过程中，直流及近区风电功率跌落带来的瞬时性无功盈余冲击，易导致大规模新能源脱网，引发系统低频连锁反应，影响电网安全稳定运行，易触发低频减载动作损失大量负荷，严重时甚至导致电网崩溃。近些年，国内已有多起关于新能源机组批量脱网的事故发生。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法及其系统，在大规模新能源脱网时，精确计算功率损失量，采取可靠且经济的紧急控制措施，防止低频连锁反应导致的电网大量损失负荷甚至崩溃事故的发生，有利于保障新能源高占比电网安全稳定运行。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：本专利技术的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法包括以下几个步骤：故障监测子站将电网故障信息发送至协调控制主站和分布于各个新能源场站的新能源控制子站；新能源控制子站接收电网故障信息后将其发送给新能源场站集中管控系统；新能源场站集中管控系统接收电网故障信息后，通过从新能源采集终端反馈的信息计算新能源脱网有功功率总量；新能源场站集中管控系统将本场站新能源脱网有功功率量发送至新能源控制子站；新能源控制子站再将本场站新能源脱网有功功率量发送至其上一层的电网控制子站，电网控制子站可以有多层，经分布在电网中的各层电网控制子站逐级汇集、求和，得出多层电网控制子站中最上一层电网控制子站所辖范围内的新能源脱网有功功率总量，发送至协调控制主站，协调控制主站计算出全网新能源脱网有功功率总量；协调控制主站在计算出全网新能源脱网有功功率总量之后，结合接收到的故障监测子站发送的电网故障信息，及电网频率实时监测信息，判断出全网新能源脱网有功功率总量大于功率损失量门槛定值时，向电网执行站下发速降直流功率控制命令；电网执行站接收到所述速降直流功率控制命令后，按照控制容量在各个直流间平均分配，实施速降直流功率控制。本专利技术利于新能源机组大规模脱网后的频率稳定紧急控制，有利于保障新能源高占比电网安全稳定运行。本专利技术的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，包括以下几个步骤：S101：当分布于电网的故障监测子站检测到交直流故障，所述故障监测子站将交直流故障信息，以控制脉冲的形式持续发送至协调控制主站和分布于各个新能源场站的新能源控制子站；各个所述新能源控制子站接收到交直流故障信息后将其发送给新能源场站集中管控系统；S102：所述新能源场站集中管控系统接收交直流故障信息后，判断控制脉冲持续发送时间是否达到脉冲持续时间设定门槛值T1，如果没有达到，则返回步骤S101，如果达到，则新能源集中管控系统计算出本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，新能源场站控制子站获得本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，将本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss上送到上一级电网控制子站，该层电网控制子站将其近区各个新能源场站上送的新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss求和，再上送到其上层电网控制子站，经各层电网控制子站层层汇集并求和，直至协调控制主站，所述协调控制主站计算出故障过程中全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss；S103：协调控制主站接收所述交直流故障信息后，获取所述全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss，判断全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss是否大于功率损失量门槛定值Pset_mk，如果否，则结束，如果是，则转向步骤S104；S104：协调控制主站接收所述交直流故障信息，获取电网频率f，判断电网频率f是否跌落到小于低频门槛定值Fset_mk，如果否则结束，如果是，则转向步骤S105；S105：所述协调控制主站向电网控制执行站下发速降直流功率控制容量命令PDC_i，按实际总控制容量刚好大于等于Psum_loss的原则，在各个直流间平均分配控制容量；所述电网控制执行站接收到速降直流功率控制命令后，快速回降关联直流功率；各关联直流速降功率控制容量计算公式为：其中，PDC_i为第i回直流需要快速回降的功率；m为关联直流数量。步骤S101中，当分布于电网的故障监测子站没有检测到交直流故障时，所述新能源采集新能源机组并网点的电压和电流量，计算新能源机组的有功功率，判断脱网、进入低电压穿越状态，并将新能源机组的有功功率和状态信息发送至新能源场站集中管控系统，所述新能源场站集中管控系统扫描场站内所有新能源机组信息。步骤S101中，所述故障监测子站将电网故障信息通过基于光纤的高速数字通信网络发送至协调控制主站和分布于各个新能源场站的新能源控制子站。步骤S102中，所述本场站新能源脱网有功功率总量具体的计算方法如下：假设新能源场站集中管控系统接收到新能源场站控制子站发送控制脉冲的时刻为t1、控制脉冲收回/消失的时刻为t2，将t1往前推T2时刻的新能源场站内所有机组的有功功率和状态信息与t2时刻相比，新能源场站集中管控系统即计算得出本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，其中，m为新能源场站内的新能源机组总台数，Pi_gen_loss为第i台脱网的风机未脱网前的有功功率。上述全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss计算公式为：其中，n为全网内新能源厂站总数量，Pj_sta_loss为第j新能源场站新能源脱网有功功率总量；Pj_sta_loss经本站新能源场站集中管控系统计算，发送给本站新能源场站控制子站，本站新能源场站控制子站将其发送给上层电网控制子站，然后由电网控制子站逐级汇集，最终发送给协调控制主站，由协调控制主站计算出全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss。步骤S102中，所述脉冲持续时间设定门槛值T1整定为从交直流故障发生、新能源大规模脱网、电网频率第一次跌落到控制脉冲收回低频门槛定值Fpusle_del_mk以下时所用的时间。步骤S103中，所述功率损失量门槛定值Pset_mk为10MW。步骤S104中，所述低频门槛定值Fset_mk为49.20Hz。本专利技术的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降系统，包括多个新能源采集终端、至少一个新能源场站集中管控系统、至少一个故障监测子站、至少一个新能源场站控制子站、至少一个各层电网控制子站、协调控制主站和至少一个电网控制执行站；所述新能源采集终端、新能源场站集中管控系统和新能源场站控制子站配置在新能源场站，所述故障监测子站配置在主网交流或直流站，所述电网控制子站配置在枢纽变电站，协调控制主站配置在枢纽站；所述新能源采集终端，用于采集新能源机组并网点的电压和电流量，计算新能源机组的有功功率，判断脱网、进入低电压穿越状态，并将新能源机组的有功功率和状态信息发送至新能源场站集中管控系统；所述新能源场站集中管控系统，用于扫描场站内所有新能源机组信息，接收新能源场站控制子站的控制脉冲信号，并将本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，其特征在于，包括以下几个步骤：S101：当分布于电网的故障监测子站检测到交直流故障，所述故障监测子站将交直流故障信息，以控制脉冲的形式持续发送至协调控制主站和分布于各个新能源场站的新能源控制子站；各个所述新能源控制子站接收到交直流故障信息后将其发送给新能源场站集中管控系统；S102：所述新能源场站集中管控系统接收交直流故障信息后，判断控制脉冲持续发送时间是否达到脉冲持续时间设定门槛值T1，如果没有达到，则返回步骤S101，如果达到，则新能源集中管控系统计算出本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，新能源场站控制子站获得本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，所述协调控制主站计算出故障过程中全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss；S103：所述协调控制主站接收所述交直流故障信息后，获取所述全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss，判断全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss是否大于功率损失量门槛定值Pset_mk，如果否，则结束，如果是，则转向步骤S104；S104：所述协调控制主站接收所述交直流故障信息，获取电网频率f，判断电网频率f是否跌落到小于低频门槛定值Fset_mk，如果否，则结束，如果是，则转向步骤S105；S105：所述协调控制主站向电网控制执行站下发速降直流功率控制容量命令PDC_i，按实际总控制容量刚好大于等于Psum_loss的原则，在各个直流间平均分配控制容量；所述电网控制执行站接收到速降直流功率控制命令后，快速回降关联直流功率；各关联直流速降功率控制容量计算公式为：...

【技术特征摘要】
1.基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，其特征在于，包括以下几个步骤：S101：当分布于电网的故障监测子站检测到交直流故障，所述故障监测子站将交直流故障信息，以控制脉冲的形式持续发送至协调控制主站和分布于各个新能源场站的新能源控制子站；各个所述新能源控制子站接收到交直流故障信息后将其发送给新能源场站集中管控系统；S102：所述新能源场站集中管控系统接收交直流故障信息后，判断控制脉冲持续发送时间是否达到脉冲持续时间设定门槛值T1，如果没有达到，则返回步骤S101，如果达到，则新能源集中管控系统计算出本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，新能源场站控制子站获得本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，所述协调控制主站计算出故障过程中全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss；S103：所述协调控制主站接收所述交直流故障信息后，获取所述全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss，判断全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss是否大于功率损失量门槛定值Pset_mk，如果否，则结束，如果是，则转向步骤S104；S104：所述协调控制主站接收所述交直流故障信息，获取电网频率f，判断电网频率f是否跌落到小于低频门槛定值Fset_mk，如果否，则结束，如果是，则转向步骤S105；S105：所述协调控制主站向电网控制执行站下发速降直流功率控制容量命令PDC_i，按实际总控制容量刚好大于等于Psum_loss的原则，在各个直流间平均分配控制容量；所述电网控制执行站接收到速降直流功率控制命令后，快速回降关联直流功率；各关联直流速降功率控制容量计算公式为：其中，PDC_i为第i回直流需要快速回降的功率；m为关联直流数量。2.根据权利要求1所述的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，其特征在于，步骤S101中，当分布于电网的故障监测子站没有检测到交直流故障时，所述新能源采集新能源机组并网点的电压和电流量，计算新能源机组的有功功率，判断脱网、进入低电压穿越状态，并将新能源机组的有功功率和状态信息发送至新能源场站集中管控系统，所述新能源场站集中管控系统扫描场站内所有新能源机组信息。3.根据权利要求1所述的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，其特征在于，步骤S101中，所述故障监测子站将电网故障信息通过基于光纤的高速数字通信网络发送至协调控制主站和分布于各个新能源场站的新能源控制子站。4.根据权利要求1所述的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，其特征在于，步骤S102中，所述本场站新能源脱网有功功率总量具体的计算方法如下：假设新能源场站集中管控系统接收到新能源场站控制子站发送控制脉冲的时刻为t1、控制脉冲收回/消失的时刻为t2，将t1往前推T2时刻的新能源场站内所有机组的有功功率和状态信息与t2时刻相比，新能源场站集中管控系统即计算得出本场站新能源脱网有功功率总量Pj_sta_loss，其中，m为新能源场站内的新能源机组总台数，Pi_gen_loss为第i台脱网的风机未脱网前的有功功率。5.根据权利要求1所述的基于新能源场站功率损失量精确感知的直流功率速降方法，其特征在于，所述全网新能源脱网有功功率总量Psum_loss计算公式为：其中，n为全网内新能源厂站总数量，Pj_sta_loss为第j新能源场站新能源脱网有功功率总量；Pj_sta_loss经本站新能源场站集中管控系统计算，发...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振宇，董希建，牛拴保，罗剑波，柯贤波，李碧君，薛峰，霍超，崔晓丹，夏海峰，李明应，刘平，孙宁，胡仁芝，
申请(专利权)人：国家电网公司西北分部，国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61