可再生能源场站振荡监测方法、控制方法和装置制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种可再生能源场站振荡监测方法、控制方法和装置，可再生能源场站包括一个及以上的发电单元，可再生能源场站振荡监测方法包括：采集发电单元的电气量，电气量包括电压和电流；对采集的电气量进行频谱分析得到对应的频谱，并根据频谱提取次同步分量和/或超同步分量；根据次同步分量识别次同步振荡事件，和/或，根据超同步分量识别超同步振荡事件；在确定发生次同步振荡事件时生成并发送第一告警信号；在确定发生超同步振荡事件时生成并发送第二告警信号。通过本申请实施例的方案，可有效针对每个发电单元进行实时监测，尽早发现单个发电单元中的次同步和超同步振荡事件。

Oscillation Monitoring Method, Control Method and Device of Renewable Energy Station

The embodiment of this application provides a method, control method and device for monitoring the oscillation of a renewable energy station. The renewable energy station includes one or more generating units. The oscillation monitoring method of a renewable energy station includes: collecting the electrical quantity of the generating unit, including voltage and current; analyzing the frequency spectrum of the collected electrical quantity to obtain the corresponding spectrum, and according to the frequency. The spectrum extracts the sub-synchronous component and/or the super-synchronous component; identifies the sub-synchronous oscillation event according to the sub-synchronous component, and/or identifies the super-synchronous oscillation event according to the super-synchronous component; generates and transmits the first alarm signal when the sub-synchronous oscillation event occurs; and generates and transmits the second alarm signal when the super-synchronous oscillation event occurs. Through the scheme of the embodiment of the present application, real-time monitoring can be effectively carried out for each generation unit, and sub-synchronous and super-synchronous Oscillation events in a single generation unit can be detected as early as possible.

【技术实现步骤摘要】
可再生能源场站振荡监测方法、控制方法和装置
本申请涉及可再生能源场站领域，具体而言，本专利技术涉及一种可再生能源场站振荡监测方法、控制方法和装置。
技术介绍
随着化石能源使用给环境带来的不利影响越来越大，以及不可再生能源资源的日趋枯竭，风能、太阳能等可再生能源越来越多的被开发利用。在电力系统中，以风力发电和太阳能发电为主的可再生能源渗透率不断增加。但因风力发电和太阳能发电的不稳定性，对电力系统的安全、稳定和高效运行带来了新的挑战。目前，我们对可再生能源发电站的管控大多基于馈线层面，没有深入到单个发电单元(单台风力发电机或单个光伏发电单元)，其管控手段较为粗放。这种管控现状决定了我们在采取控制措施时，不能对单台风力发电机或单个光伏发电单元进行控制，不但不利于可再生能源的高效利用，而且容易导致设备损坏。同时，电力电子化器件在可再生能源领域中被广泛应用，导致电力系统中存在较多的次同步分量和超同步分量，严重威胁电力系统的安全稳定运行。有鉴于此，与次同步和超同步振荡相关的诸如振荡产生机理及其治理方法逐渐成为我们研究的热点。目前，我们还没有实现对单台风力发电机或单个光伏发电单元的实时监测，这将不利于尽早发现次同步或超同步振荡事件，也不利于开展次同步和超同步相关的研究工作，尤其是针对单个发电单元的次同步和超同步研究工作。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种可再生能源场站振荡监测方法、集中管控控制方法和装置系统，可以解决管控粗放的问题，将管控细化。本申请实施例采用的技术方案如下：第一方面，本申请实施例提供了一种可再生能源场站振荡监测方法，可再生能源场站包括一个及以上的发电单元，包括如下步骤：采集发电单元的电气量，电气量包括电压和电流；对采集的电气量进行频谱分析得到对应的频谱，并根据频谱提取次同步分量和/或超同步分量；根据次同步分量识别次同步振荡事件，和/或，根据超同步分量识别超同步振荡事件；在确定发生次同步振荡事件时生成并发送第一告警信号；在确定发生超同步振荡事件时生成并发送第二告警信号。根据本申请的一个方面，根据次同步分量识别次同步振荡事件包括：比较电压对应的第一次同步分量与第一预设阈值，得到第一比较结果；比较电流对应的第二次同步分量与第二预设阈值，得到第二比较结果；根据第一比较结果及第二比较结果，识别次同步振荡事件。根据本申请的一个方面，根据超同步分量识别超同步振荡事件，包括：比较电压对应的第一超同步分量与第三预设阈值，得到第三比较结果；比较电流对应的第二超同步分量与第四预设阈值，得到第四比较结果；根据第三比较结果及第四比较结果，识别超同步振荡事件。根据本申请的一个方面，在采集发电单元的电气量的步骤之后还包括：根据电气量计算得到相电压、相电流、有功功率和无功功率；根据相电压、相电流、有功功率、无功功率以及次同步振荡事件与超同步振荡事件的识别结果，识别发电单元的运行状态；发电单元的运行状态包括并网运行状态、低电压穿越运行状态、高电压穿越运行状态、次同步振荡运行状态以及超同步振荡运行状态中的至少一种。根据本申请的一个方面，根据相电压、相电流、有功功率和无功功率的大小确定发电单元的运行状态，其中相电流、有功功率和无功功率作为辅助参考量，相电压超过第一电压阈值则处于高电压穿越状态，相电压低于第二电压阈值则处于低电压穿越状态，相电压在额定电压的范围内则处于并网运行状态。根据本申请的一个方面，第一预设阈值为额定电压3％-10％；第二预设阈值为额定电流的3％-10％；第三预设阈值为额定电压3％-10％；第四预设阈值为额定电流的3％-10％；第一次同步分量为电压对应的频谱中频率范围为10-40HZ的分量，第二次同步分量为电流对应的频谱中频率范围为10-40HZ的分量，第一超同步分量为电压对应的频谱中频率范围为60-90HZ的分量，第二超同步分量为电流对应的频谱中频率范围为60-90HZ的分量。第二方面，本申请实施例提供了一种可再生能源场站控制方法，可再生能源场站包括一个及以上的发电单元，包括；接收发电单元的发送的运行状态信号；运行状态信号用于指示发电单元处于并网运行状态、低电压穿越运行状态、高电压穿越运行状态、次同步振荡运行状态、以及超同步振荡运行状态中的至少一种；根据各发电单元的运行状态信号，确定各发电单元的切出优先级；根据可再生能源场站的出力减小需求生成切出控制命令，并根据各发电单元的切出优先级下发切出控制命令至对应的发电单元进行切出控制。根据本申请的一个方面，根据各发电单元的运行状态信号，确定各发电单元的切出优先级包括：若发电单元的运行状态信号指示发电单元处于次同步振荡运行状态或超同步振荡运行状态，则将处于次同步振荡运行状态或超同步振荡运行状态的发电单元的切出优先级定义为最高优先级。根据本申请的一个方面，根据各发电单元的运行状态信号，确定各发电单元的切出优先级还包括：若发电单元的运行状态信号指示发电单元处于并网运行状态、低电压穿越运行状态、高电压穿越运行状态，则根据各发电单元的有功功率从小到大排序对应确定切出的高低优先级。第三方面，本申请实施例提供了一种可再生能源场站振荡监测装置，可再生能源场站包括一个及以上的发电单元，在每个发电单元配置一个数据管理终端，数据管理终端包括：采集模块，采集发电单元的电气量，电气量包括电压和电流；频谱分析模块，对采集的电气量进行频谱分析得到对应的频谱，并根据频谱提取次同步分量和/或超同步分量；振荡分析模块，根据次同步分量识别次同步振荡事件，和/或，根据超同步分量识别超同步振荡事件；告警模块，在确定发生次同步振荡事件时生成并发送第一告警信号；在确定发生超同步振荡事件时生成并发送第二告警信号。根据本申请的一个方面，振荡分析模块比较电压对应的第一次同步分量与第一预设阈值，得到第一比较结果；比较电流对应的第二次同步分量与第二预设阈值，得到第二比较结果；根据第一比较结果及第二比较结果，识别次同步振荡事件。根据本申请的一个方面，振荡分析模块比较电压对应的第一超同步分量与第三预设阈值，得到第三比较结果；比较电流对应的第二超同步分量与第四预设阈值，得到第四比较结果；根据第三比较结果及第四比较结果，识别超同步振荡事件。根据本申请的一个方面，数据管理终端还包括：状态评估模块，根据电气量计算得到相电压、相电流、有功功率和无功功率；根据相电压、相电流、有功功率、无功功率以及次同步振荡事件与超同步振荡事件的识别结果，识别发电单元的运行状态；发电单元的运行状态包括并网运行状态、低电压穿越运行状态、高电压穿越运行状态、次同步振荡运行状态以及超同步振荡运行状态中的至少一种。根据本申请的一个方面，状态评估单元根据相电压、相电流、有功功率和无功功率的大小确定发电单元的运行状态，其中相电流、有功功率和无功功率作为辅助参考量，相电压超过第一电压阈值则处于高电压穿越状态，相电压低于第二电压阈值则处于低电压穿越状态，相电压在额定电压的范围内则处于并网运行状态。根据本申请的一个方面，振荡分析模块设置第一预设阈值为额定电压3％-10％；第二预设阈值为额定电流的3％-10％；第三预设阈值为额定电压3％-10％；第四预设阈值为额定电流的3％-10％；第一次同步分量为电压对应的频谱中频率范围为10-40HZ的分量，第二次同步分量为电流对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可再生能源场站振荡监测方法，所述可再生能源场站包括一个及以上的发电单元，其特征在于，包括如下步骤：采集所述发电单元的电气量，所述电气量包括电压和电流；对采集的所述电气量进行频谱分析得到对应的频谱，并根据所述频谱提取次同步分量和/或超同步分量；根据所述次同步分量识别次同步振荡事件，和/或，根据所述超同步分量识别超同步振荡事件；在确定发生次同步振荡事件时生成并发送第一告警信号；在确定发生超同步振荡事件时生成并发送第二告警信号。

【技术特征摘要】
1.一种可再生能源场站振荡监测方法，所述可再生能源场站包括一个及以上的发电单元，其特征在于，包括如下步骤：采集所述发电单元的电气量，所述电气量包括电压和电流；对采集的所述电气量进行频谱分析得到对应的频谱，并根据所述频谱提取次同步分量和/或超同步分量；根据所述次同步分量识别次同步振荡事件，和/或，根据所述超同步分量识别超同步振荡事件；在确定发生次同步振荡事件时生成并发送第一告警信号；在确定发生超同步振荡事件时生成并发送第二告警信号。2.根据权利要求1所述的可再生能源场站振荡监测方法，其特征在于，所述根据所述次同步分量识别次同步振荡事件包括：比较所述电压对应的第一次同步分量与第一预设阈值，得到第一比较结果；比较所述电流对应的第二次同步分量与第二预设阈值，得到第二比较结果；根据第一比较结果及第二比较结果，识别次同步振荡事件。3.根据权利要求2所述的可再生能源场站振荡监测方法，其特征在于，所述根据所述超同步分量识别超同步振荡事件，包括：比较所述电压对应的第一超同步分量与第三预设阈值，得到第三比较结果；比较所述电流对应的第二超同步分量与第四预设阈值，得到第四比较结果；根据第三比较结果及第四比较结果，识别超同步振荡事件。4.根据权利要求3所述的可再生能源场站振荡监测方法，其特征在于，在所述采集所述发电单元的电气量的步骤之后还包括：根据所述电气量计算得到相电压、相电流、有功功率和无功功率；根据所述相电压、相电流、有功功率、无功功率以及次同步振荡事件与超同步振荡事件的识别结果，识别所述发电单元的运行状态；所述发电单元的运行状态包括并网运行状态、低电压穿越运行状态、高电压穿越运行状态、次同步振荡运行状态以及超同步振荡运行状态中的至少一种。5.根据权利要求4所述的可再生能源场站振荡监测方法，其特征在于，根据所述相电压、相电流、有功功率和无功功率的大小确定所述发电单元的运行状态，其中所述相电流、有功功率和无功功率作为辅助参考量，所述相电压超过第一电压阈值则处于高电压穿越状态，所述相电压低于第二电压阈值则处于低电压穿越状态，所述相电压在额定电压的范围内则处于并网运行状态。6.根据权利要求4所述的可再生能源场站振荡监测方法，其特征在于，所述第一预设阈值为额定电压3％-10％；所述第二预设阈值为额定电流的3％-10％；所述第三预设阈值为额定电压3％-10％；所述第四预设阈值为额定电流的3％-10％；所述第一次同步分量为电压对应的频谱中频率范围为10-40HZ的分量，所述第二次同步分量为电流对应的频谱中频率范围为10-40HZ的分量，所述第一超同步分量为电压对应的频谱中频率范围为60-90HZ的分量，所述第二超同步分量为电流对应的频谱中频率范围为60-90HZ的分量。7.一种可再生能源场站控制方法，所述可再生能源场站包括一个及以上的发电单元，其特征在于，包括；接收发电单元的发送的运行状态信号；所述运行状态信号用于指示所述发电单元处于并网运行状态、低电压穿越运行状态、高电压穿越运行状态、次同步振荡运行状态、以及超同步振荡运行状态中的至少一种；根据各所述发电单元的运行状态信号，确定各所述发电单元的切出优先级；根据所述可再生能源场站的出力减小需求生成切出控制命令，并根据各所述发电单元的切出优先级下发所述切出控制命令至对应的所述发电单元进行切出控制。8.如权利要求7所述的可再生能源场站控制方法，其特征在于，根据各所述发电单元的运行状态信号，确定各所述发电单元的切出优先级包括：若所述发电单元的运行状态信号指示所述发电单元处于次同步振荡运行状态或超同步振荡运行状态，则将处于次同步振荡运行状态或超同步振荡运行状态的发电单元的切出优先级定义为最高优先级。9.如权利要求7或8所述的可再生能源场站控制方法，其特征在于，根据各所述发电单元的运行状态信号，确定各所述发电单元的切出优先级还包括：若所述发电单元的运行状态信号指示所述发电单元处于并网运行状态、低电压穿越运行状态、高电压穿越运行状态，则根据各发电单元的有功功率从小到大排序对应确定切出的高低优先级。10.一种可再生能源场站振荡监测装置，所述可再生能源场站包括一个及以上的发电单元，其特征在于，在每个所述发电单元配置一个数据管理终端，所述数据管理终端包括：采集模块，用于采集所述发电单元的电气量，所述电气量包括电压和...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢晓刚，张毅，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11