本发明专利技术属于风电电网控制技术领域，具体涉及具备无功平衡和补偿调节功能的电网一次调频系统。所述总控制系统包括：调频控制系统、储能阵列管理单元、补偿控制系统、增益功率控制系统和减益功率控制系统；所述电网为风电电网，包括：风电机组、储能阵列和母线，所述风电机组和储能阵列与母线连接。本发明专利技术通过设置增益和减益相互耦合的功率控制系统来实现补偿的平衡，以避免过补偿或者补偿不足的情况发生，同时在进行一次调频时，使用新的算法在获取参数较少的情况下完成了一次调频，同时对风电网络的储能就行优化和自动控制，具备智能化程度高的优点。程度高的优点。程度高的优点。
【技术实现步骤摘要】
具备无功平衡和补偿调节功能的电网一次调频系统
[0001]本专利技术属于风电电网控制
，具体涉及具备无功平衡和补偿调节功能的电网一次调频系统。
技术介绍
[0002]近年来以风电为代表的新能源发电快速发展，新能源占电网装机容量比例越来越大，随着局部电网中风电、光伏占比的不断升高，特高压直流输电逐步投运，电网运行与结构愈加复杂，电力系统功率平衡及调频难度不断加大。电网是实时动态负荷，发电和负荷必须保持动态平衡的状态，当发电大于负荷时，会导致频率升高，需要降有功；当发电小于负荷，会导致频率降低，需要升有功。目前风力发电机组通过快速控制的电力电子变流、变频装置并网，实现了发电系统与电网的解耦控制，但其功率输出与电网状态无关，仅与资源和调度有关，缺乏对系统频率的快速响应和主动支撑能力，不具备常规发电机组的一次调频能力。新能源发电比例的增加势必降低常规火、水电机组的装机比例，系统中一次调频容量比例降低，对电网频率安全造成影响，因此迫切需要挖掘新能源电站的调频能力，研究具有一次调频能力的“电网友好型”风力发电控制技术。
[0003]随着电力系统网源结构的变化以及风电技术的不断进步，参与一次调频将成为风电并网应具备的技术性能。目前，风电场功率控制系统的管理通常分为三个层面：电网层——风电场层——风电机组层，风电场通过常用的电力系统规约(如DL/T 104等)与电网调度部分进行风电场运行数据的控制及通讯。风电场与风电机组的功率控制及通讯通过SCADA系统进行，电网部门下发的功率指令需要通过OPC协议转换后通过SCADA系统下发至风电机组执行。
[0004]按照响应时间及调频持续时间，电力系统调频可分为惯量响应(自然调频)、一次调频和二次调频，其中一次调频的作用时间在20～60s以内。在实践中，电网频率扰动时通常在10s以内达到频率最低值。风电场在电网频率下降约15s后才开始响应进行功率支撑，到达功率支撑目标值的时间在20s左右。
[0005]专利公开号为CN204243768U的专利文献公开了一种自动无功平衡补偿装置，包括功率因素控制装置和无功补偿电容器组；功率因素控制装置安装在高压10kV侧，无功补偿电容器组安装在低压0.4kV侧。功率因素控制装置包括数据采集分析系统和控制系统；数据采集分析系统包括数据采集装置和计算系统。自动无功平衡补偿装置由数据采集分析系统采集数据进行分析，功率因素控制装置中的控制系统根据分析结果控制无功补偿电容器组的投切。
[0006]其虽然实现电在传输过程中就地就近的进行无功补偿，但难以适用于风电的电网，同时缺乏快速而精确地补偿调节功能。
技术实现思路
[0007]本专利技术的主要目的在于提供具备无功平衡和补偿调节功能的电网一次调频系统，
本专利技术通过设置增益和减益相互耦合的功率控制系统来实现补偿的平衡，以避免过补偿或者补偿不足的情况发生，同时在进行一次调频时，使用新的算法在获取参数较少的情况下完成了一次调频，同时对风电网络的储能就行优化和自动控制，具备智能化程度高的优点。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于混合树形滤波的立体匹配方法，包括：
[0009]具备无功平衡和补偿调节功能的电网一次调频系统，包括电网和总控制系统；所述总控制系统包括：调频控制系统、储能阵列管理单元、补偿控制系统、增益功率控制系统和减益功率控制系统；所述电网为风电电网，包括：风电机组、储能阵列和母线，所述风电机组和储能阵列与母线连接；储能阵列管理单元，配置用于响应于调频控制系统的第一控制指令，进行储能阵列的管理；所述补偿控制系统，配置用于获取调频控制系统单位的第二控制指令，根据第二控制指令，计算二分补偿控制指令，分别发送至减益功率控制系统和增益功率控制系统；所述减益功率控制系统和增益功率控制系统分别根据二分控制指令，进行电网补偿调节；所述二分控制指令由两个相互耦合的指令通过一个二分函数进行关联后构成，包括：第一二分指令、第二二分指令和二分函数；所述增益功率控制系统和减益功率控制系统分别获取第一二分指令或第二二分指令中的一个，在运行过程中，第一二分指令和第二二分指令实时地依据二分函数同时变化；所述调频控制系统，配置用于实时获取电网的运行参数，基于运行参数，使用储能参数生成算法生成第一控制指令，使用补偿参数生成算法生成第二控制指令，使用一次调频参数生成算法，生成一次调频控制指令，通过一次调频控制指令完成电网一次调频，并利用第一控制指令和第二控制指令分别控制储能阵列管理单元板和补偿控制系统，完成电网的无功平衡和补偿调节。
[0010]进一步的，所述调频控制系统包括：数据采集单元、储能模型单元、补偿模型单元和一次调频单元；所述信号采集单元实时采集电网的运行参数；所述运行参数包括：母线功率、母线频率、风电机组功率、风电机组频率、母线电压和母线电流；所述储能模型单元，配置用于基于运行参数，使用储能参数生成算法生成第一控制指令；所述补偿模型单元，配置用于基于运行参数，使用补偿参数生成算法生成第二控制指令；所述一次调频单元，配置用于使用一次调频参数生成算法，生成一次调频控制指令，通过一次调频控制指令完成电网一次调频。
[0011]进一步的，所述储能模型单元基于运行参数，使用储能参数生成算法生成第一控制指令的方法包括：将运行参数代入到储能参数生成算法中生成一组储能控制参数；所述储能控制参数包括：储能时间、储能上限和储能下限；所述储能控制参数构成第一控制指令。
[0012]进一步的，所述储能参数生成算法使用如下公式进行表示：进一步的，所述储能参数生成算法使用如下公式进行表示：进一步的，所述储能参数生成算法使用如下公式进行表示：其中，P1为母线功率、F1为母线频率、P2为风电机组功率、F2为风电机组频率、V1为母线电压、I1为母线电流；EMAX为储能上限，ET为储能时间，EMIN为储能下限；C为调整系数，取值范围为3～5；θ为母线的相位；ENE为储能参数。
[0013]进一步的，所述补偿模型单元基于运行参数，使用补偿参数生成算法生成第二控制指令：将运行参数代入到补偿参数生成算法中生成一组补偿控制参数；所述补偿控制参
数至少包括：补偿功率值、补偿电压值、补偿电流值和补偿时间；所述补偿控制参数构成第二控制指令。
[0014]进一步的，所述补偿参数生成算法的运行过程包括：将运行参数与标准参数进行差值计算，将每个差值乘以预设的与其对应的权重系数后，再取平均值，得到一个平均差值，将平均差值带入到补偿参数补偿率算法中计算得到补偿率，将补偿率与标准值相乘，得到补偿值；所述标准值包括标准功率、标准电压、标准电流和标准时间。
[0015]进一步的，所述一次调频单元，基于运行参数，使用一次调频参数生成算法，生成一次调频控制指令的方法包括：将运行参数带入到调频参数生成算法生成一组调频控制参数；所述调频控制参数包括：调频频率和调频持续时间；所述调频控制参数构成调频控制指令。
[0016]进一步的，所述一次调频参数生成算法使用如下公式进行表示：其中，F
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.具备无功平衡和补偿调节功能的电网一次调频系统，包括电网和总控制系统；其特征在于，所述总控制系统包括：调频控制系统、储能阵列管理单元、补偿控制系统、增益功率控制系统和减益功率控制系统；所述电网为风电电网，包括：风电机组、储能阵列和母线，所述风电机组和储能阵列与母线连接；储能阵列管理单元，配置用于响应于调频控制系统的第一控制指令，进行储能阵列的管理；所述补偿控制系统，配置用于获取调频控制系统单位的第二控制指令，根据第二控制指令，计算二分补偿控制指令，分别发送至减益功率控制系统和增益功率控制系统；所述减益功率控制系统和增益功率控制系统分别根据二分控制指令，进行电网补偿调节；所述二分控制指令由两个相互耦合的指令通过一个二分函数进行关联后构成，包括：第一二分指令、第二二分指令和二分函数；所述增益功率控制系统和减益功率控制系统分别获取第一二分指令或第二二分指令中的一个，在运行过程中，第一二分指令和第二二分指令实时地依据二分函数同时变化；所述调频控制系统，配置用于实时获取电网的运行参数，基于运行参数，使用储能参数生成算法生成第一控制指令，使用补偿参数生成算法生成第二控制指令，使用一次调频参数生成算法，生成一次调频控制指令，通过一次调频控制指令完成电网一次调频，并利用第一控制指令和第二控制指令分别控制储能阵列管理单元板和补偿控制系统，完成电网的无功平衡和补偿调节。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调频控制系统包括：数据采集单元、储能模型单元、补偿模型单元和一次调频单元；所述信号采集单元实时采集电网的运行参数；所述运行参数包括：母线功率、母线频率、风电机组功率、风电机组频率、母线电压和母线电流；所述储能模型单元，配置用于基于运行参数，使用储能参数生成算法生成第一控制指令；所述补偿模型单元，配置用于基于运行参数，使用补偿参数生成算法生成第二控制指令；所述一次调频单元，配置用于使用一次调频参数生成算法，生成一次调频控制指令，通过一次调频控制指令完成电网一次调频。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述储能模型单元基于运行参数，使用储能参数生成算法生成第一控制指令的方法包括：将运行参数代入...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁杨，唐培全，张文奎，李小伟，王宝文，李永春，于腾云，徐昕光，王志远，王波，张云飞，刘英琦，王涛，朱志军，李成路，王松，
申请(专利权)人：华能沾化新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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