【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新能源场站惯量响应控制系统，属于新能源场站惯量响应控制。
技术介绍
1、近年来，以风电、光伏发电为代表的新能源发电在我国电源装机中的占比逐年攀升，截至2020年底，我国电网中风电、光伏装机规模分别达2.82亿千瓦及2.53亿千瓦，合计占全国发电总装机的比重达到24.3％，发电量占比超过9.5％。在“碳达峰”、“碳中和”的愿景下，我国电网中新能源发电占比仍将持续提高，预计到2060年前实现新能源发电量占比将超过50％并成为电量主体，新能源高占比将成为未来我国电网的主要特征。
2、当前我国集中式风力发电和光伏发电的特点为高度集中、远距离、高电压。而且当前风光发电出力特性不同于常规能源，它的随机性、波动性较大、间歇性强、可预测性低，风光发电达到一定规模后运行调度就非常困难。新能源发电资源丰富的地区(如我国西北地区)往往电网结构薄弱，其频率和电压运行稳定性较差。随着送端新能源机组的大量投产，导致电网转动惯量持续下降，电网频率特性逐渐恶化。况且目前的风电机大规模并网也会给电力系统带来安全稳定运行的挑战。
3、近些年来各风电场站均会加装一次调频控制系统来改善上述的情况，风电场的一次调频控制系统的控制时间通常15s左右，当前的一次调频控制系统与风电场的风机能量管理系统通信连接，无论是控制风机指令下发还是风机的功率数据的获取均需要通过风机能量管理系统，而风机能量管理系统与一次调频控制系统的通信的网络比较滞后，通常需要7-8s左右，且当并网点的频率或频率变化量达到设定的阈值时，一次调频控制系统才会进行调节
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种新能源场站惯量响应控制系统，用以解决目前风电场响应速度低，难以满足惯量响应性能指标的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术的方案包括：
3、本专利技术的一种新能源场站惯量响应控制系统，包括惯量响应控制装置和设置在各风机侧的惯量响应控制终端；
4、所述惯量响应控制装置与各惯量响应控制终端通信连接，所述惯量响应控制装置用于实时采集场站并网点的三相电流和三相电压，根据并网点的三相电流和三相电压计算出并网点有功功率、频率和频率变化率，并计算并网点有功调节措施量，在并网点频率和频率变化率大于动作死区门槛值时，根据各惯量响应控制终端上送的风机有功功率和风机可调状态量和并网点的有功调节措施量，生成各风机的功率目标值，各风机的功率目标值下发至对应惯量响应控制终端；
5、惯量响应控制终端实时获取对应风机的有功功率和当前风机可调状态量，并上送至惯量响应控制装置，还用于根据接收到对应风机的功率目标值控制对应风机。
6、进一步地，该系统还包括惯量响应环网交换机，所述惯量响应环网交换机与惯量响应控制装置通信连接，并以环形网络的形式连接各惯量响应控制终端，所述惯量响应环网交换机用于接收多个惯量响应控制终端上送的数据，转发至惯量响应控制装置，并用于接收惯量响应控制装置下发的各风机的功率目标值，转发至各惯量响应控制终端。
7、进一步地，惯量响应控制终端根据接收到的功率目标值执行控制后，惯量响应控制装置还再次根据频率和频率变化率判断当前功率目标值是否越过动作死区，若是则采集当前惯量响应控制终端上送的风机有功功率和风机可调状态量和并网点的有功调节措施量，调整各风机对应的功率目标值并将调整后的功率目标值下发至惯量响应控制终端，惯量响应控制终端根据调整后的功率目标值控制对应风机。
8、进一步地，惯量响应控制装置包括采集模块、策略计算处理模块以及通信传输模块，所述采集模块用于采集场站并网点的三相电流和三相电压；通信传输模块用于下发各风机的功率目标值至对应惯量响应控制终端，并用于接收各惯量响应控制终端上传的数据；策略计算处理模块用于根据采集模块采集到的功率数据以及通信传输模块接收的各风机的数据进行处理，以生成各风机的功率目标值。
9、进一步地，该惯量响应控制装置的通信传输模块还用于与场站层的控制设备通信连接，在控制执行期间，惯量响应控制装置通过通信传输模块实时向场站层的控制设备发送闭锁信号，所述场站层的控制设备包括agc系统、一次调频系统以及风机能量管理系统。
10、进一步地，惯量响应控制终端包括采集模块、策略计算处理模块以及通信传输模块，所述采集模块用于采集风机逆变器的三相电流和三相电压；所述通信传输模块用于上送策略计算处理模块计算出的有功功率至惯量响应控制装置，并用于接收惯量响应控制装置的功率目标值；所述策略计算处理模块用于根据采集模块的数据进行计算处理得到风机的有功功率，根据通信传输模块接收的功率目标值控制对应风机。
11、进一步地，惯量响应控制终端的通信传输模块还用于与对应的风机控制器通信连接，所述通信传输模块用于风机的模拟量和状态量信息。
12、有益效果：本专利技术的一种新能源场站惯量响应控制系统，基于现有的惯量响应控制方法改进，得到全新的惯量响应控制系统，该控制系统包括惯量响应控制装置和设置风机侧的响应控制终端，惯量响应控制装置在并网点的频率和频率变化率大于惯量响应动作门槛的时候通过采集的数据生成惯量响应控制策略，以控制各惯量响应控制终端，各控制终端设置在各风机对应的控制器侧，可以直接控制对应的风机。而且控制终端能够直接获取风机的相关数据，基于并网点的有功功率，计算得到有功调节措施量，基于实时的风机信息对有功调节措施量进行分配，每个风机均能够分配到适合自己的功率，此时生成该并网点的功率目标值，通过目标值生成控制指令，并依据控制指令进行控制，本专利技术通过实时动态分配控制策略通过控制终端对风机快速下发有功控制指令，使风电场具备惯量响应能力，风机响应速度快，提高对主网频率稳定的支撑作用。
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1.一种新能源场站惯量响应控制系统，其特征在于，包括惯量响应控制装置和设置在各风机侧的惯量响应控制终端；
2.根据权利要求1所述的新能源场站惯量响应控制系统，其特征在于，该系统还包括惯量响应环网交换机，所述惯量响应环网交换机与惯量响应控制装置通信连接，并以环形网络的形式连接各惯量响应控制终端，所述惯量响应环网交换机用于接收多个惯量响应控制终端上送的数据，转发至惯量响应控制装置，并用于接收惯量响应控制装置下发的各风机的功率目标值，转发至各惯量响应控制终端。
3.根据权利要求2所述的新能源场站惯量响应控制系统，其特征在于，惯量响应控制终端根据接收到的功率目标值执行控制后，惯量响应控制装置还再次根据频率和频率变化率判断当前功率目标值是否越过动作死区，若是则采集当前惯量响应控制终端上送的风机有功功率和风机可调状态量和并网点的有功调节措施量，调整各风机对应的功率目标值并将调整后的功率目标值下发至惯量响应控制终端，惯量响应控制终端根据调整后的功率目标值控制对应风机。
4.根据权利要求1或3所述的新能源场站惯量响应控制系统，其特征在于，惯量响应控制装置包括采
5.根据权利要求4所述的新能源场站惯量响应控制系统，其特征在于，该惯量响应控制装置的通信传输模块还用于与场站层的控制设备通信连接，在控制执行期间，惯量响应控制装置通过通信传输模块实时向场站层的控制设备发送闭锁信号，所述场站层的控制设备包括AGC系统、一次调频系统以及风机能量管理系统。
6.根据权利要求1所述的新能源场站惯量响应控制系统，其特征在于，惯量响应控制终端包括采集模块、策略计算处理模块以及通信传输模块，所述采集模块用于采集风机逆变器的三相电流和三相电压；所述通信传输模块用于上送策略计算处理模块计算出的有功功率至惯量响应控制装置，并用于接收惯量响应控制装置的功率目标值；所述策略计算处理模块用于根据采集模块的数据进行计算处理得到风机的有功功率，根据通信传输模块接收的功率目标值控制对应风机。
7.根据权利要求6所述的新能源场站惯量响应控制系统，其特征在于，惯量响应控制终端的通信传输模块还用于与对应的风机控制器通信连接，所述通信传输模块用于风机的模拟量和状态量信息。
...【技术特征摘要】
1.一种新能源场站惯量响应控制系统，其特征在于，包括惯量响应控制装置和设置在各风机侧的惯量响应控制终端；
2.根据权利要求1所述的新能源场站惯量响应控制系统，其特征在于，该系统还包括惯量响应环网交换机，所述惯量响应环网交换机与惯量响应控制装置通信连接，并以环形网络的形式连接各惯量响应控制终端，所述惯量响应环网交换机用于接收多个惯量响应控制终端上送的数据，转发至惯量响应控制装置，并用于接收惯量响应控制装置下发的各风机的功率目标值，转发至各惯量响应控制终端。
3.根据权利要求2所述的新能源场站惯量响应控制系统，其特征在于，惯量响应控制终端根据接收到的功率目标值执行控制后，惯量响应控制装置还再次根据频率和频率变化率判断当前功率目标值是否越过动作死区，若是则采集当前惯量响应控制终端上送的风机有功功率和风机可调状态量和并网点的有功调节措施量，调整各风机对应的功率目标值并将调整后的功率目标值下发至惯量响应控制终端，惯量响应控制终端根据调整后的功率目标值控制对应风机。
4.根据权利要求1或3所述的新能源场站惯量响应控制系统，其特征在于，惯量响应控制装置包括采集模块、策略计算处理模块以及通信传输模块，所述采集模块用于采集场站并网点的三相电流和三相电压；通信传输模块用于下发各风...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵琦，余高旺，白申义，许圣龙，龚赟，王宏杰，张延海，边浩涵，叶留义，徐艳艳，李杰，信亚磊，闫振宇，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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