基于边缘计算风光储一次调频协调控制系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于边缘计算风光储一次调频协调控制系统和方法，该系统包括基于新能源电站控制室的主控制站边缘计算智能终端、以及基于光伏电站、风电站、储能电站的子控制站边缘计算智能终端，其特点是：该基于边缘计算风光储一次调频协调控制系统改变了新能源电站结构、配置一定容量储能电站、让储能电站参与一次调频协调控制系统。该方法包括并网有功及高精度频率数据；判断当前频率是否超过极限值；通过调整功率进行一次调频；通过调整功率进行再次调频；判断频率是否回到正常范围；本发明专利技术利用边缘计算容器、虚拟技术，将不同调频算法同时计算，并加权平均；利用边缘计算终端具有轻量级算法快速计算优点，靠近设备终端，实时性好。

【技术实现步骤摘要】
基于边缘计算风光储一次调频协调控制系统和方法
本专利技术涉及新能源电站一次调频
，尤其涉及一种基于边缘计算风光储的一次调频协调控制系统。
技术介绍
全球气候变化，巴黎协定执行，尤其是我国承诺到2030年，碳排放达到峰值，到2060年实现碳中和，节能减排任务艰巨，调整能源供给及利用结构，是大趋势。能源供给主要以可再生能源即风电光伏发电为主要行式，但风电光伏发电具有随机性、同气候条件紧密关联。因此，高比例新能源发电并入电网，在电网调度、安全稳定运行方面面临巨大技术挑战，为了保证在高比例新能源电站并入电网时，始终保持电网频率稳定，实现安全稳定运行，将新能源电站配置一定容量储能电站势在必行。但增加储能后，改变新能源电站结构，现有的新能源电站一次快速调频控制系统没有考虑到储能电站参与控制，不能完全满足要求，必须让储能电站参与一次快速调频控制，但让储能电站参与一次快速调频控制，必须依靠协调控制手段、且必须全面考虑不同发电设备特性及其配合问题，但现有技术由于存在协调控制问题，没有全面考虑不同发电设备特性及其配合问题，也就不能实现让储能电站参与一次快速调频控制、达到安全稳定运行之目标。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题，提出一种基于边缘计算风光储一次调频协调控制系统，目的在于新能源电站结构改变，解决现有的新能源电站由于存在协调控制问题，其能源供给主要以可再生能源即风电光伏发电为主要形式，不能让储能电站参与一次快速调频控制、不能完全满足要求的问题。本专利技术为解决其技术问题，提出以下技术方案：一种基于边缘计算风光储一次调频协调控制系统，该系统包括基于新能源电站控制室的主控制站边缘计算智能终端、以及基于光伏电站、风电站、储能电站的子控制站边缘计算智能终端，该主控制站边缘计算智能终端包括边缘计算平台软件、主站边缘计算控制系统；该子控制站边缘计算智能终端包括边缘计算平台软件、子站边缘计算控制系统；该主控制站与子控制站通过光纤形成以太网进行连接；其特征在于：该基于边缘计算风光储一次调频协调控制系统改变了新能源电站结构、配置一定容量储能电站、让储能电站参与一次调频协调控制系统。而且，所述主站边缘计算控制系统包括：总站电网中心调控指令模块、高精度频率测控模块、接收子站信息模块、调频有功计算模块；所述调频有功计算模块分别接收总站电网中心调控指令模块、高精度频率测控模块、接收子站信息模块的信息，根据接收的储能电站SOC数据、风电发电设备运行情况、光伏发电设备运行情况、储能电站运行情况及高精度频率测控装置送来并网有功及高精度频率数据进行调频计算，当运行频率超过规定死区时，利用边缘计算特点启动快速调频算法并计算出需要调整的有功值，按照预先设定的优先级，确定将结果如何分配给风电子站、光伏子站及储能子站；当需要二次调频时，实现AGC同调频系统协调控制。而且，所述调频有功计算模块接收到各子站执行结果数据，并监视并网网点有功及并网网点频率，监视并网网点频率及协调控制时间是否满足调度及规范要求，若不满足，则根据新的条件重新计算并分配执行，直到满足时间、精度及频率回到规定运行区间为止。而且，所述二次调频，是将总站电网中心调控指令模块下发给调频有功计算模块的AGC指令值和调频计算有功值相比较，如果AGC指令值与调频计算有功值方向一致，则AGC指令值参与调频计算，如果不一致，则闭锁AGC指令。而且，所述子站边缘计算控制系统包括：接收主站命令模块、子站数据采集模块、子站再计算和再分配模块、执行结果发送主站模块；所述数据采集模块采集风电子站、光伏子站、储能子站、并发送给主站再计算再分配模块；所述子站再计算和再分配模块接收主站命令、以及数据采集模块的信息、利用边缘计算将主站命令再计算再分配、按等比例或等增量分配有功或无功，发给风电子站、光伏子站、储能子站去执行；所述执行结果发送模块将风电子站、光伏子站、储能子站的执行结果发送给主站边缘计算控制系统的接收子站信息模块。而且，所述的光伏子站为光伏子站边缘计算智能终端，该光伏子站边缘计算智能终端与光伏逆变器相连接；所述的风电子站为风电子站边缘计算智能终端，该风电子站边缘计算智能终端与风机能量管理控制系统相连接；所述储能子站为储能子站边缘计算智能终端，该储能子站边缘计算智能终端与储能电站EMS系统相连接。一种风光储一次调频控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、并网有功及高精度频率数据；步骤二、判断当前频率是否超过规定运行区间；如果没有超过规定运行区间则结束，如果超过规定运行区间，则继续步骤三；所述规定运行区间包括上限值和下限值和内值；步骤三、通过调整有功实现一次调频；具体过程如下：⑴主站利用采集到的新能源电站并网有功及高精度频率数据，判定频率是否超过规定运行区间，如果超过，则启动快速调频算法计算出需要调整的有功值；⑵按照优先级分配给风电子站、光伏子站、储能子站。步骤四、判断当前频率是否需要二次调频；具体过程如下：⑴子站接受主站指令并执行；所述子站为风电子站、光伏子站、储能子站；⑵子站执行结果反馈给主站，主站判断执行结果是否满足电网运行频率要求，如果不满足，则继续步骤五；如果满足，则结束；步骤五、通过AGC指令值进行二次调频；具体过程如下：⑴如果频率超过规定运行区间，则采用快速调频算法计算有功值；⑵电网调控中心下发AGC指令值；⑶将总站电网中心调控指令模块下发的AGC指令值和快速调频算法计算的有功值进行比较，方向相同则该AGC指令值参与快速调频算法计算，如果方向不同，则闭锁AGC指令值，执行主站自己的快速调频算法计算值，返回步骤三。步骤六、判断频率是否回到(50±fd)HZ正常范围；如果是，则快速调频系统停止，开放AGC系统，如果否，则转向步骤三。本专利技术的优点效果本专利技术首次将边缘计算软件平台应用于新能源实现一次快速调频协调控制；利用边缘计算容器、虚拟技术，将不同快速调频算法同时计算，并加权平均；利用边缘计算终端具有轻量级算法快速计算优点，靠近设备终端，实时性好优点，建立新能源电站一次快速调频分层控制系统；根据发电设备特性、运行特性等，设置优先级执行顺序。附图说明图1为本专利技术主站、子站边缘计算终端双层架构示意图；图2为本专利技术主站控制系统结构图；图3为本专利技术子站控制系统结构图；图4为本专利技术新能源电站一次快速调频协调控制系统图；图5为本专利技术新能源电站一次快速调频协调控制流程图。具体实施方式本专利技术设计原理1、利用边缘计算特点解决风光储一次调频协调控制问题。所述“风光储”就是在现有的以风电光伏发电为主要形式的基础上，增加储能电站，让储能电站参与一次调频协调控制；所述协调控制就是主站和子站之间的协调控制、主站的各个模块之间的协调控制、主站与电力调控中心AGC控制协调控制，子站的各个模块之间的协调控制。利用边缘计算特点解决一次调频协调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边缘计算风光储一次调频协调控制系统，该系统包括基于新能源电站控制室的主控制站边缘计算智能终端、以及基于光伏电站、风电站、储能电站的子控制站边缘计算智能终端，该主控制站边缘计算智能终端包括边缘计算平台软件、主站边缘计算控制系统；该子控制站边缘计算智能终端包括边缘计算平台软件、子站边缘计算控制系统；该主控制站与子控制站通过光纤形成以太网进行连接；其特征在于：/n该基于边缘计算风光储一次调频协调控制系统改变了新能源电站结构、配置一定容量储能电站、让储能电站参与一次调频协调控制系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算风光储一次调频协调控制系统，该系统包括基于新能源电站控制室的主控制站边缘计算智能终端、以及基于光伏电站、风电站、储能电站的子控制站边缘计算智能终端，该主控制站边缘计算智能终端包括边缘计算平台软件、主站边缘计算控制系统；该子控制站边缘计算智能终端包括边缘计算平台软件、子站边缘计算控制系统；该主控制站与子控制站通过光纤形成以太网进行连接；其特征在于：
该基于边缘计算风光储一次调频协调控制系统改变了新能源电站结构、配置一定容量储能电站、让储能电站参与一次调频协调控制系统。


2.根据权利要求1所述一种基于边缘计算风光储一次调频协调控制系统，其特征在于：所述主站边缘计算控制系统包括：总站电网中心调控指令模块、高精度频率测控模块、接收子站信息模块、调频有功计算模块；所述调频有功计算模块分别接收总站电网中心调控指令模块、高精度频率测控模块、接收子站信息模块的信息，根据接收的储能电站SOC数据、风电发电设备运行情况、光伏发电设备运行情况、储能电站运行情况及高精度频率测控装置送来并网有功及高精度频率数据进行调频计算，当运行频率超过规定死区时，利用边缘计算特点启动快速调频算法并计算出需要调整的有功值，按照预先设定的优先级，确定将结果如何分配给风电子站、光伏子站及储能子站；当需要二次调频时，实现AGC同调频系统协调控制。


3.根据权利要求2所述一种基于边缘计算风光储一次调频协调控制系统，其特征在于：所述调频有功计算模块接收到各子站执行结果数据，并监视并网网点有功及并网网点频率，监视并网网点频率及协调控制时间是否满足调度及规范要求，若不满足，则根据新的条件重新计算并分配执行，直到满足时间、精度及频率回到规定运行区间为止。


4.根据权利要求2所述一种基于边缘计算风光储一次调频协调控制系统，其特征在于：所述二次调频，是将总站电网中心调控指令模块下发给调频有功计算模块的AGC指令值和调频计算有功值相比较，如果AGC指令值与调频计算有功值方向一致，则AGC指令值参与调频计算，如果不一致，则闭锁AGC指令。


5.根据权利要求1所述一种基于边缘计算风光储一次调频协调控制系统，其特征在于：所述子站边缘计算控制系统包括：接收主站命令模块、子站数据采集模块、子站再计算和再分配模块、执行结果发送主站模块；所述数据采集模块采集风电子站、光伏子站、储能子站、并发送给主站再计算再分配模块；所述子站再计算和再分配模块接收主站命令、以及数据采集模块的信息、利用边缘计算将主站命令再计算再分配、按等比例或等增量分配有功或无功，发给风电子站、光伏子站、储能子站去...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘太华，薛毅，王信昌，李鹏涛，郝栋梁，
申请(专利权)人：北京奥德威特电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11