海上风电氢能系统的频率控制方法技术方案

本申请涉及一种海上风电氢能系统的频率控制方法。首先获取供电系统的电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的供电频率，并根据各供电频率和当前时刻所属的调整阶段对应的目标功率分配策略，确定各电力设备的功率调整量，然后根据各电力设备的功率调整量，调整各电力设备的输出功率以控制电网侧的供电频率处于预设频率范围内。该方法利用各调整阶段的功率分配策略分别调整各电力设备的功率，能够使电网侧的供电功率处于预设的范围内，保证了供电系统的稳定性。供电系统的稳定性。供电系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
海上风电氢能系统的频率控制方法


[0001]本申请涉及电力系统领域，特别是涉及一种海上风电氢能系统的频率控制方法。

技术介绍

[0002]海上风电
‑
氢能系统是一种以海上风电场为核心的集成能源系统，其以制储氢及氢发电设备为灵活调节单元，可就近对海上电氢负荷提供能源，并通过柔直输电系统和输氢系统向岸上提供电氢能源以及一次、二次调频等辅助服务。
[0003]在海上风电
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氢能系统中，当电网侧的供电频率发生变化时，会影响用电设备的正常使用，同时，也会危害供电设备的正常运行，基于此，当电网侧的供电频率发生变化时，需要通过电力设备对电网侧的供电频率进行调整，以保证供电频率的稳定性。通常，对电网侧的供电频率进行调整时，仅采用风电机组对电网侧的供电频率进行调整。
[0004]然而，现有技术中采用风电机组对电网侧的供电频率进行调整时，电网侧供电频率的变化波动较大，风电机组调整频率的能力不高。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种采用多个电力设备协同调整电网侧的供电频率的海上风电氢能系统的频率控制方法，该方法能够使多个电力设备在对电网侧的供电频率调整时，电网侧供电频率的变化波动较小。
[0006]第一方面，本申请提供了一种频率控制方法，该方法包括：
[0007]获取供电系统的电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的供电频率；电源侧包括多个电力设备；初始时刻表示供电系统的电网侧的供电频率开始发生变化的时刻；
[0008]根据各供电频率和当前时刻所属的调整阶段对应的目标功率分配策略，确定各电力设备的功率调整量；其中，每个调整阶段对应的功率分配策略不同；
[0009]根据各电力设备的功率调整量，调整各电力设备的输出功率以控制电网侧的供电频率处于预设频率范围内。
[0010]在其中一个实施例中，在获取供电系统的电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的供电频率之前，该方法还包括：
[0011]根据初始时刻和预设的多个调整阶段的阶段时长确定各调整阶段的时间范围；多个调整阶段包括调频阶段、功率补偿阶段和电压恢复阶段；
[0012]根据当前时刻和各调整阶段的时间范围，确定当前时刻所属的调整阶段。
[0013]在其中一个实施例中，若当前时刻所属的调整阶段为调频阶段，获取供电系统的电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的供电频率，包括：
[0014]获取供电系统的电网侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的第一供电频率变化量和电网侧的换流站的电压频率下垂系数；
[0015]根据各第一供电频率变化量和电压频率下垂系数，确定供电系统的直流母线电压的变化量；
[0016]根据直流母线电压的变化量和电源侧的换流站的频率电压下垂系数，确定电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的第二供电频率变化量；
[0017]根据各第二供电频率变化量和电源侧在初始时刻的初始供电频率，确定电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的供电频率。
[0018]在其中一个实施例中，根据各供电频率和当前时刻所属的调整阶段对应的目标功率分配策略，确定各电力设备的功率调整量，包括：
[0019]根据各供电频率，计算当前时刻到初始时刻之间的频率变化率；
[0020]基于下垂控制策略和惯性响应策略、第二供电频率变化量、频率变化率，以及各电力设备对应的惯性控制系数，确定各电力设备的功率调整量；惯性控制系数包括下垂系数和惯性响应系数。
[0021]在其中一个实施例中，若当前时刻所属的调整阶段为功率补偿阶段或电压恢复阶段，获取供电系统的电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的供电频率，包括：
[0022]向频率检测设备发送供电频率获取指令，频率检测设备为供电系统中用于采集电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的供电频率的设备；
[0023]接收频率检测设备发送的电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的供电频率。
[0024]在其中一个实施例中，若当前时刻所属的调整阶段为功率补偿阶段，则根据各供电频率和当前时刻所属的调整阶段对应的目标功率分配策略，确定各电力设备的功率调整量，包括：
[0025]从各供电频率中，获取调频阶段的最小频率；
[0026]根据最小频率和预设的时间频率系数，确定功率补偿阶段的固定功率补偿时间；
[0027]根据固定功率补偿时间，确定各电力设备所需调整的总功率值；
[0028]根据总功率值确定各电力设备的功率调整量。
[0029]在其中一个实施例中，多个设备包括风电机组、电解槽和燃料电池；根据固定功率补偿时间，确定多个电力设备所需调整的总功率值，包括：
[0030]若当前时刻大于或者等于第一预设时刻，且小于或者等于第二预设时刻，则将预设的固定补偿功率确定为多个电力设备所需调整的总功率值；第一预设时刻为功率补偿阶段的起始时刻，第二预设时刻与第一预设时刻的差值为固定功率补偿时间；
[0031]若当前时刻大于第二预设时刻，且小于或者等于第三预设时刻，通过当前时刻、第二预设时刻、第三预设时刻、固定补偿功率，以及总功率值之间的函数关系，确定风电机组、电解槽和燃料电池所需调整的总功率值；第三预设时刻为功率补偿阶段的结束时刻；第二预设时刻小于第三预设时刻；函数关系为根据风电机组在功率补偿阶段的特性构建的。
[0032]在其中一个实施例中，根据总功率值确定各电力设备的功率调整量，包括：
[0033]获取电解槽的剩余容量和燃料电池的剩余容量；
[0034]若电解槽的剩余容量与燃料电池的剩余容量之和大于或等于固定补偿功率，则根据电解槽的剩余容量和燃料电池的剩余容量，以及总功率值，确定电解槽和燃料电池的功率调整量，并确定风电机组的功率调整量为0；
[0035]若电解槽的剩余容量和燃料电池的剩余容量之和小于固定补偿功率，则根据电解槽的剩余容量、固定补偿功率，以及总功率值，确定电解槽的功率调整量；根据燃料电池的剩余容量、固定补偿功率，以及总功率值，确定燃料电池的功率调整量；并根据总功率值、电
解槽的功率调整量和燃料电池的功率调整量，确定风电机组的功率调整量。
[0036]在其中一个实施例中，若当前时刻所属的调整阶段为电压恢复阶段；则根据各供电频率和当前时刻所属的调整阶段对应的目标功率分配策略，确定各电力设备的功率调整量，包括：
[0037]获取第三预设时刻的供电频率，并根据第三预设时刻的供电频率，计算电源侧在第三预设时刻到初始时刻的第三供电频率变化量；第三预设时刻为功率补偿阶段的结束时刻；
[0038]根据第三供电频率变化量和频率电压下垂系数，确定直流母线在第三预设时刻到初始时刻的电压偏移量；
[0039]根据直流母线电压恢复的斜率和电压偏移量，确定各电力设备所需调整的总功率值；
[0040]根据总功率值确定各电力设备的调整量。
[0041]在其中一个实施例中，根据直流母线电压恢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种频率控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取供电系统的电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的供电频率；所述电源侧包括多个电力设备；所述初始时刻表示所述供电系统的电网侧的供电频率开始发生变化的时刻；根据各所述供电频率和所述当前时刻所属的调整阶段对应的目标功率分配策略，确定各所述电力设备的功率调整量；其中，每个调整阶段对应的功率分配策略不同；根据各所述电力设备的功率调整量，调整各所述电力设备的输出功率以控制所述电网侧的供电频率处于预设频率范围内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取供电系统的电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的供电频率之前，所述方法还包括：根据所述初始时刻和预设的多个调整阶段的阶段时长确定各所述调整阶段的时间范围；所述多个调整阶段包括调频阶段、功率补偿阶段和电压恢复阶段；根据所述当前时刻和各所述调整阶段的时间范围，确定所述当前时刻所属的调整阶段。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述当前时刻所属的调整阶段为所述调频阶段，所述获取供电系统的电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的供电频率，包括：获取所述供电系统的电网侧在所述当前时刻到所述初始时刻之间各时刻的第一供电频率变化量和所述电网侧的换流站的电压频率下垂系数；根据各所述第一供电频率变化量和所述电压频率下垂系数，确定所述供电系统的直流母线电压的变化量；根据所述直流母线电压的变化量和所述电源侧的换流站的频率电压下垂系数，确定所述电源侧在所述当前时刻到所述初始时刻之间各时刻的第二供电频率变化量；根据各所述第二供电频率变化量和所述电源侧在所述初始时刻的初始供电频率，确定所述电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的供电频率。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据各所述供电频率和所述当前时刻所属的调整阶段对应的目标功率分配策略，确定各所述电力设备的功率调整量，包括：根据各所述供电频率，计算所述当前时刻到所述初始时刻之间的频率变化率；基于下垂控制策略和惯性响应策略、所述第二供电频率变化量、所述频率变化率，以及各所述电力设备对应的惯性控制系数，确定各所述电力设备的功率调整量；所述惯性控制系数包括下垂系数和惯性响应系数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述当前时刻所属的调整阶段为所述功率补偿阶段或所述电压恢复阶段，所述获取供电系统的电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的供电频率，包括：向频率检测设备发送供电频率获取指令，所述频率检测设备为所述供电系统中用于采集所述电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的供电频率的设备；接收所述频率检测设备发送的所述电源侧在当前时刻到初始时刻之间各时刻的供电频率。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，若所述当前时刻所属的调整阶段为所述功率补偿阶段，则所述根据各所述供电频率和所述当前时刻所属的调整阶段对应的目标功率
分配策略，确定各所述电力设备的功率调整量，包括：从各所述供电频率中，获取所述调频阶段的最小频率；根据所述最小频率和预设的时间频率系数，确定所述功率补偿阶段的固定功率补偿时间；根据所述固定功率补偿时间，确定各所述电力设备所需调整的总功率值...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁宗相，乔颖，李梓丘，马慧远，
申请(专利权)人：国网北京市电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：