一种混合式水电与光伏的协调控制方法技术

本发明专利技术公开了一种混合式水电与光伏的协调控制方法，包括水光蓄协调控制系统，所述水光蓄协调控制系统由数据采集单元、数据存储单元、协调控制单元、优化调度单元、远动通信单元组成，通过对常规水电机组、全功率变速抽蓄机组和光伏逆变器的功率调节；实现常规水电、变速抽蓄和光伏之间的协调控制，在平抑光伏出力波动的同时，提高混合式水电站的发电水头，使各水电机组可以维持在高效区运行。本发明专利技术在保证光伏出力优先的情况下，实现水光蓄联合运行送出功率的稳定性、可靠性，提高了新能源的消纳水平，同时减少了新能源接入对区域电网的冲击，具有极高的推广应用价值。具有极高的推广应用价值。具有极高的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种混合式水电与光伏的协调控制方法


[0001]本专利技术涉及发电
，尤其涉及一种混合式水电与光伏的协调控制方法。

技术介绍

[0002]由于风力和光伏等可再生能源具有随机性、波动性、间歇性等特点，大规模可再生能源接入电网后对电力系统的稳定性和供电质量造成很大的影响；同时，高比例新能源并网运行将取代机械转动惯量大、抗扰能力强的同步发电机组，导致系统等效惯量大幅降低，系统惯量降低，调频能力下降，频率越限风险增加。水力发电机组启动灵活，响应速度快，同时具有一定的调节库容；变速恒频抽水蓄能机组由于采用电力电子设备，响应速度更快，能进一步提升水电机组的调控能力。目前，对于水光互补技术的研究，大多集中于水电、抽蓄电站与光伏的长时间尺度互补发电、优化调度等方面，而对于光伏与水电、抽蓄的实时协调控制方法方面相对较少。因此，提出水电、抽蓄与光伏的协调控制运行方法，不仅促进新能源消纳，减少弃风弃光弃水；还能提高系统调峰调频能力，提升电力系统的稳定性、可靠性。具有重要的工程实用价值。
[0003]大力开发可再生能源已成为我国的一项基本国策，风光新能源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合式水电与光伏的协调控制方法，其特征在于：包括水光蓄协调控制系统，所述水光蓄协调控制系统由数据采集单元、数据存储单元、协调控制单元、优化调度单元、远动通信单元组成，所述水光蓄协调控制系统分别与混合式水电站的计算机监控系统、光伏电站的计算机监控系统及光伏预测系统以通信方式采集实时机组状态、机组出力、光伏出力和光伏预测出力，经过协调控制单元计算后，下发功率调节指令给混合式水电站和光伏电站的计算机监控系统，实现对常规水电机组、全功率变速抽蓄机组和光伏逆变器的控制调节。2.根据权利要求1所述的混合式水电与光伏的协调控制方法，其特征在于：所述全功率变速抽蓄机组由水泵水轮机、发电电动机、全功率变流器、调速器、励磁装置及计算机监控系统组成；水泵水轮机输出轴与发电电动机输入轴连接，经所述全功率变流器和主变压器升压后接入交流电网；所述励磁装置为全功率变流器提供直流磁场，所述调速器通过导叶调节机组流量，计算机监控系统实现各运行设备的实时数据采集，并将控制指令下发给全功率变流器或者调速器；所述全功率变速抽蓄机组功率调节控制方法为：采用功率变流器控制机组的并网电磁功率，调速器通过调节导叶开度控制水泵水轮机转速及机械功率，计算机监控系统利用机组运转特性曲线，实现调速器、励磁、全功率变流器的转速、水头、流量、出力的寻优计算。3.根据权利要求1所述的混合式水电与光伏的协调控制方法，其特征在于：所述混合式水电站至少包含1条引水管道，每条引水管道安装有至少1台常规水电机组和至少1台所述全功率变速抽蓄机组；对于相同引水管道的常规水电机组和变速抽蓄机组，在水流方向为自上至下时，常规水电机组和变速抽蓄机组可同时运行在发电状态，向电网输出能量；在水流方向为自下至上时，只有常规水电机组必须停机状态时，变速抽蓄机组才允许抽水蓄能，吸收电网富裕能量；对于不同引水管道的常规水电机组和全功率变速抽蓄机组，可处于不同运行状态，即发电状态或抽水状态；同一条引水管道的常规水电机组或变速抽蓄机组为发电状态，另一条引水管道的常规水电机组为停机状态，全功率变速抽蓄机组为抽水状态。4.根据权利要求3所述的混合式水电与光伏的协调控制方法，其特征在于：所述发电模式为：所有的常规水电机组、变速抽蓄机组处于发电状态或停机状态，此时混合式水电站接受水光蓄协调控制系统控制指令或电网调度的二次调频指令，在水电站出力可调范围内调节所有发电机组的功率，使全站出力满足调节速率和调节精度等要求，发电模式通常用于洪水期或负荷高峰时段，按照调度要求全力调峰；混合式水电站发电模式下的出力调节范围混合式水电站发电模式下的出力调节范围
式中：为混合式水电站当前水头下的可调功率上限；为混合式水电站当前水头下的可调功率下限；为第i条引水管第j台发电的常规水电机组当前水头下的最大允许出力；为第i条引水管第j台发电的常规水电机组当前水头下的最小允许出力；为第i条引水管第j台发电的变速抽蓄机组当前水头下的最大允许出力；为第i条引水管第j台发电的变速抽蓄机组当前水头下的最小允许出力；为混合式水电站处于可用非检修状态的引水管数量；为混合式水电站第i条引水管发电的常规水电机组数量；为混合式水电站第i条引水管发电的变速抽蓄机组数量；为混合式水电站当前水头下的最大可调功率；为混合式水电站当前水头下的最小可调功率；为混合式水电站所有常规水电机组数量；为混合式水电站所有变速抽蓄机组数量。5.根据权利要求3所述的混合式水电与光伏的协调控制方法，其特征在于：所述抽水模式为所有的常规水电机组处于停机状态，变速抽蓄机组则处于抽水状态或停机状态，此时混合式水电站接受水光蓄协调控制系统控制指令或电网调度的二次调频指令，在水电站入力可调范围内调节变速抽蓄机组的可调入力；抽水模式通常用于枯水期或负荷低谷时段，通过抽水实现能量存储，消纳风电等富裕电能，同时提高水电站运行水位；混合式水电站抽水模式下的入力调节范围：
式中：为混合式水电站当前水头下的可调入力上限；为混合式水电站当前水头下的可调入力下限；为第i条引水管第j台抽水的变速抽蓄机组当前水头下的最大允许入力；为第i条引水管第j台抽水的变速抽蓄机组当前水头下的最小允许入力。6.根据权利要求3所述的混合式水电与光伏的协调控制方法，其特征在于：所述混合模式为电站内不同引水管道的常规水电机组、全功率变速抽蓄机组同时处于发电状态或抽水状态，此时混合式水电站接受水光蓄协调控制系统控制指令或电网调度的二次调频指令，根据水光蓄协调控制策略在水电站功率可调范围内调节所有机组的入力或出力；使水光蓄联合送出功率的平滑送出；混合模式应用于平水期或枯水期，主要作用是在使水光蓄联合送出功率的平滑送出的同时，提高水电站运行水位，减少弃光；混合式水电站混合模式下的功率调节范围：混合式水电站混合模式下的功率调节范围：混合式水电站混合模式下的功率调节范围：混合式水电站混合模式下的功率调节范围：混合式水电站混合模式下的功率调节范围：混合式水电站混合模式下的功率调节范围：混合式水电站混合模式下的功率调节范围：式中：
为第i台处于发电状态的常规水电机组当前水头下的最大允许出力；为第i台处于发电状态的常规水电机组当前水头下的最小允许出力；为第j台处于发电状态的全功率变速抽水蓄能机组当前水头下的最大允许出力；为第j台处于发电状态的全功率变速抽水蓄能机组当前水头下的最小允许出力；为混合式水电站当前水头下的可调功率上限；为混合式水电站当前水头下的可调功率下限；为混合式水电站处于发电状态的常规水电机组数量；为混合式水电站处于发电状态的变速抽蓄机组数量。7.根据权利要求3所述的混合式水电与光伏的协调控制方法，其特征在于：所述混合式水电站的三种运行模式由电力调度部门或水光蓄协调控制系统下发的二次调频指令与当前光伏出力共同决定：（1）计算混合式水电站实时功率设定值（1）计算混合式水电站实时功率设定值式中：为二次调频指令，即水光蓄总出力设定值；为光伏电站出力设定值；为混合式水电站功率设定...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢彦林，杨炳全，邓小华，鲜喜敏，孟帮杰，胡炎，温洪林，李世杰，李庆云，杨书，
申请(专利权)人：阿坝水电开发有限公司，
类型：发明
国别省市：