本發(fā)明涉及一種用于新能源發(fā)電場(chǎng)進(jìn)行有功控制的方法，還涉及進(jìn)行新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電網(wǎng)頻率是電能質(zhì)量的三大指標(biāo)之一，確保電網(wǎng)頻率穩(wěn)定及電網(wǎng)頻率合格是電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的重要任務(wù)之一。調(diào)頻作為電力系統(tǒng)的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，目的是調(diào)節(jié)發(fā)電端有功功率及時(shí)跟隨負(fù)荷變化，確保電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定。

隨著風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電場(chǎng)站的快速發(fā)展，其在電網(wǎng)總裝機(jī)容量中的占比日益提高，新能源發(fā)電場(chǎng)站對(duì)電網(wǎng)的支撐特性越來(lái)越受到關(guān)注，其行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)之一就是發(fā)展新能源發(fā)電場(chǎng)站類似火電發(fā)電廠的電網(wǎng)支撐特性，其中包括對(duì)電網(wǎng)的主動(dòng)調(diào)頻能力。

當(dāng)前，新能源發(fā)電場(chǎng)的調(diào)頻主要依靠區(qū)域電網(wǎng)調(diào)度根據(jù)區(qū)域控制誤差(ACE)來(lái)分配各發(fā)電場(chǎng)的有功功率限值來(lái)實(shí)現(xiàn)二次調(diào)頻。這種調(diào)頻方式存在的缺陷是：新能源發(fā)電場(chǎng)僅僅被動(dòng)地接受電網(wǎng)調(diào)度的調(diào)頻指令，無(wú)法根據(jù)發(fā)電場(chǎng)自身的狀況主動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電功率，不能充分發(fā)揮發(fā)電場(chǎng)自身的調(diào)頻能力。此外，調(diào)頻的精度和響應(yīng)時(shí)間也無(wú)法得到充分保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是，提供一種新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制方法，克服現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電場(chǎng)主動(dòng)調(diào)頻，不能充分發(fā)揮新能源發(fā)電場(chǎng)自身調(diào)頻能力的缺陷。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之二是，提供一種新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電場(chǎng)主動(dòng)調(diào)頻，不能充分發(fā)揮新能源發(fā)電場(chǎng)自身調(diào)頻能力的缺陷。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題之一所采用的技術(shù)方案是：提供一種新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制方法，包括如下步驟：

SP1、接受所接入電網(wǎng)調(diào)度部門的有功功率指令，根據(jù)該指令確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的基本值P₀；獲得接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f，根據(jù)該接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f和電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f₀計(jì)算電網(wǎng)頻率偏差量Δf，根據(jù)該電網(wǎng)頻率偏差量Δf確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP；

SP2、將發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的基本值和補(bǔ)償值相加，獲得發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的綜合值p_d；

SP3、根據(jù)該綜合值p_d，結(jié)合發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)有功功率上限，確定發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s；

SP4、將該有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s分配到發(fā)電場(chǎng)的每個(gè)發(fā)電單元。

在本發(fā)明的新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制方法中，所述接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f的獲得包括：測(cè)量電網(wǎng)接入點(diǎn)電壓，通過(guò)計(jì)算獲得接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f；或接受其他設(shè)備檢測(cè)到的發(fā)電場(chǎng)電網(wǎng)接入點(diǎn)的測(cè)量頻率。

在本發(fā)明的新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制方法中，所述獲得接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f，根據(jù)該接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f和電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f₀計(jì)算電網(wǎng)頻率偏差量Δf，根據(jù)該電網(wǎng)頻率偏差量Δf確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP包括如下步驟：

A1、獲得接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f；

A2、計(jì)算所接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f與電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f₀之間的偏差量Δf＝f-f₀；

A3、采用所接入電網(wǎng)頻率偏差量Δf確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP；設(shè)定接入電網(wǎng)頻率偏差量門檻下限Δf₁和接入電網(wǎng)頻率偏差量門檻上限Δf₂；當(dāng)Δf₁≤Δf≤Δf₂，ΔP＝0；當(dāng)Δf＜Δf₁，ΔP＝-k_pΔf或ΔP＝-k_p(Δf-Δf1)；當(dāng)Δf＞Δf₂，ΔP＝-k_pΔf或ΔP＝-k_p(Δf-Δf2)；其中k_p為系數(shù)。

在本發(fā)明的新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制方法中，所述獲得接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f，根據(jù)該接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f和電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f₀計(jì)算電網(wǎng)頻率偏差量Δf，根據(jù)該電網(wǎng)頻率偏差量Δf確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP包括如下步驟：

A1、獲得接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f；

A2、計(jì)算所接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f與電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f₀之間的偏差量Δf＝f-f₀，計(jì)算所接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f的變化率

A3、采用所接入電網(wǎng)頻率偏差量Δf和變化率確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP；設(shè)定接入電網(wǎng)頻率偏差量門檻下限Δf₁和接入電網(wǎng)頻率偏差量門其中k_p,k_d為系數(shù)。

在本發(fā)明的新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制方法中，在步驟A3之后，包括步驟：

A4、對(duì)發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP進(jìn)行限幅處理。

在本發(fā)明的新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制方法中，所述發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)有功功率上限根據(jù)接受來(lái)自發(fā)電場(chǎng)內(nèi)各發(fā)電單元的狀態(tài)參數(shù)確定，包括：

B1、獲取發(fā)電場(chǎng)內(nèi)各發(fā)電單元的可發(fā)有功功率最大值P′_icap、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)；

B2、根據(jù)各發(fā)電單元的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)確定各發(fā)電單元的可發(fā)有功功率上限：當(dāng)所述發(fā)電單元的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)為發(fā)電運(yùn)行時(shí)，該發(fā)電單元的可發(fā)有功功率上限P_icap＝P′_icap；當(dāng)所述發(fā)電單元的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)為停機(jī)時(shí)，該發(fā)電單元的可發(fā)有功功率上限P_icap＝0；

B3、根據(jù)各發(fā)電單元的可發(fā)有功功率上限確定發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)有功功率上限為n為發(fā)電場(chǎng)的發(fā)電單元數(shù)量。

在本發(fā)明的新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制方法中，所述發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s按如下方式設(shè)定：當(dāng)發(fā)電場(chǎng)的有功功率給定綜合值p_d≤發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)功率的上限p_cap，發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s＝P_d；當(dāng)發(fā)電場(chǎng)的有功功率給定綜合值p_d＞發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)功率的上限p_cap，發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s＝P_cap。

在本發(fā)明的新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制方法中，將所述有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s按如下方式分配到發(fā)電場(chǎng)的每個(gè)發(fā)電單元：各發(fā)電單元按各自可發(fā)有功功率上限占發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)有功功率上限的比例來(lái)分配發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值，發(fā)電單元i的有功功率設(shè)定分配值

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題之二所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制系統(tǒng)，包括：

基本值及補(bǔ)償值計(jì)算模塊：用于接受所接入電網(wǎng)調(diào)度部門的有功功率指令，根據(jù)該指令確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的基本值P₀；用于獲得接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f，根據(jù)該接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f和電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f₀計(jì)算電網(wǎng)頻率偏差量Δf，根據(jù)該電網(wǎng)頻率偏差量Δf確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP；

綜合值計(jì)算模塊：用于將發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的基本值和補(bǔ)償值相加，獲得發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的綜合值p_d；

設(shè)定值計(jì)算模塊：用于根據(jù)該綜合值p_d，結(jié)合發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)有功功率上限，確定發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s；

設(shè)定值分配模塊：用于將該有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s分配到發(fā)電場(chǎng)的每個(gè)發(fā)電單元。

在本發(fā)明的新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制系統(tǒng)中，所述基本值及補(bǔ)償值計(jì)算模塊包括：

獲取子模塊，用于獲得接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f；

頻率計(jì)算子模塊，用于計(jì)算所接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f與電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f₀之間的偏差量Δf＝f-f₀；

補(bǔ)償值確定子模塊，采用所接入電網(wǎng)頻率的偏差量Δf確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP；設(shè)定接入電網(wǎng)頻率偏差量門檻下限Δf₁和接入電網(wǎng)頻率偏差量門檻上限Δf₂，當(dāng)Δf₁≤Δf≤Δf₂，ΔP＝0；當(dāng)Δf＜Δf₁，ΔP＝-k_pΔf或ΔP＝-k_p(Δf-Δf1)；當(dāng)Δf＞Δf₂，ΔP＝-k_pΔf或ΔP＝-k_p(Δf-Δf2)；其中k_p為系數(shù)；

限幅子模塊，用于對(duì)發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP進(jìn)行限幅處理。

在本發(fā)明的新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制系統(tǒng)中，所述基本值及補(bǔ)償值計(jì)算模塊包括：

獲取子模塊，用于獲得接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f；

頻率計(jì)算子模塊，用于計(jì)算所接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f與電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f₀之間的偏差量Δf＝f-f₀，計(jì)算所接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f的變化率

補(bǔ)償值確定子模塊，采用所接入電網(wǎng)頻率偏差量Δf和變化率確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP；設(shè)定接入電網(wǎng)頻率偏差量門檻下限Δf₁和接入電網(wǎng)頻率偏差量門檻上限Δf₂；當(dāng)Δf₁≤Δf≤Δf₂，ΔP＝0；當(dāng)Δf＜Δf₁，或當(dāng)Δf＞Δf₂，或其中k_p,k_d為系數(shù)；

限幅子模塊，用于對(duì)發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP進(jìn)行限幅處理。

在本發(fā)明的新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制系統(tǒng)中，所述設(shè)定值計(jì)算模塊還用于獲取發(fā)電場(chǎng)內(nèi)各發(fā)電單元的可發(fā)有功功率最大值P′_icap、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)；根據(jù)各發(fā)電單元的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)確定各發(fā)電單元的可發(fā)有功功率上限：當(dāng)所述發(fā)電單元的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)為發(fā)電運(yùn)行時(shí)，該發(fā)電單元的可發(fā)有功功率上限P_icap＝P′_icap；當(dāng)所述發(fā)電單元的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)為停機(jī)時(shí)，該發(fā)電單元的可發(fā)有功功率上限P_icap＝0；根據(jù)各發(fā)電單元的可發(fā)有功功率上限確定發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前的可發(fā)有功功率上限為n為發(fā)電場(chǎng)的發(fā)電單元數(shù)量。

實(shí)施本發(fā)明的新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制方法及控制系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)比較，其有益效果是：

1.本發(fā)明在接受電網(wǎng)調(diào)度的調(diào)頻指令的基礎(chǔ)上，結(jié)合發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)有功功率上限確定發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值，并分配至發(fā)電場(chǎng)各發(fā)電單元，充分發(fā)揮發(fā)電場(chǎng)自身的調(diào)頻能力；

2.響應(yīng)時(shí)間快，根據(jù)電網(wǎng)頻率的偏差量對(duì)有功功率給定的基本值給予補(bǔ)償，調(diào)頻精度大大提高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制方法的基本流程圖。

圖2是本發(fā)明新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制方法的控制框圖1。

圖3是本發(fā)明新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制方法的控制框圖2。

圖4是本發(fā)明新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制系統(tǒng)的基本組成圖。

圖5是本發(fā)明新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制系統(tǒng)一種實(shí)施例風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制的拓?fù)鋱D。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明所述的新能源發(fā)電場(chǎng)包括但不限于風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)、光伏發(fā)電場(chǎng)、潮汐發(fā)電場(chǎng)等利用無(wú)污染能源、可永久使用、功率輸出波動(dòng)頻繁的發(fā)電場(chǎng)。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明的新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制方法包括如下步驟：

第一步，接受所接入電網(wǎng)調(diào)度部門的有功功率指令，根據(jù)該指令確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的基本值P₀，獲得接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f，計(jì)算發(fā)電場(chǎng)的有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP。本實(shí)施例中，具體是根據(jù)所接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f的波動(dòng)情況確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP。

其中，接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f為自主檢測(cè)發(fā)電場(chǎng)電網(wǎng)接入點(diǎn)頻率(一般通過(guò)測(cè)量電網(wǎng)接入點(diǎn)電壓，然后通過(guò)計(jì)算獲得接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f)，或接受其他設(shè)備檢測(cè)到的發(fā)電場(chǎng)電網(wǎng)接入點(diǎn)的頻率。

根據(jù)所接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f的波動(dòng)情況確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP的方法包括但不限于如下：

(1)計(jì)算所接入電網(wǎng)的測(cè)量頻率f與電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f₀之間的偏差量Δf＝f-f₀，計(jì)算所接入電網(wǎng)的頻率f的變化率其中，電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f₀的數(shù)值可以預(yù)先設(shè)定，也可以從有功功率指令中獲取。

(2)采用所接入電網(wǎng)頻率偏差量Δf和變化率確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP；設(shè)定接入電網(wǎng)頻率偏差量門檻下限Δf₁和接入電網(wǎng)頻率偏差量門檻上限Δf₂；當(dāng)Δf₁≤Δf≤Δf₂，ΔP＝0；當(dāng)Δf＜Δf₁，當(dāng)Δf＞Δf₂，其中k_p,k_d為系數(shù)，一般都大于1，根據(jù)發(fā)電場(chǎng)容量以及介入電網(wǎng)情況進(jìn)行配置；一般取Δf₁小于0，Δf₂大于0，根據(jù)發(fā)電場(chǎng)容量以及介入電網(wǎng)情況進(jìn)行配置實(shí)際數(shù)值。

(3)對(duì)發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP進(jìn)行限幅處理。限幅處理一般是通過(guò)設(shè)定一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，使補(bǔ)償值小于經(jīng)驗(yàn)值，從而使補(bǔ)償值在一個(gè)合理范圍內(nèi)。

第二步，將發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的基本值和補(bǔ)償值相加，獲得發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的綜合值p_d。

第三步，根據(jù)該綜合值p_d，結(jié)合發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)有功功率上限P_cap，確定發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s。

其中，發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)有功功率上限根據(jù)接受來(lái)自發(fā)電場(chǎng)內(nèi)各發(fā)電單元的狀態(tài)參數(shù)，采用如下步驟確定：

(1)獲取發(fā)電場(chǎng)內(nèi)各發(fā)電單元的可發(fā)有功功率最大值P′_icap、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。

(2)當(dāng)發(fā)電單元的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)為發(fā)電運(yùn)行時(shí)，該發(fā)電單元的可發(fā)有功功率上限P_icap＝P′_icap；當(dāng)發(fā)電單元的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)為停機(jī)時(shí)，該發(fā)電單元的可發(fā)有功功率上限P_icap＝0。

(3)發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前的可發(fā)有功功率上限為：n為發(fā)電場(chǎng)的發(fā)電單元數(shù)量。

發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s按如下方式設(shè)定：

當(dāng)發(fā)電場(chǎng)的有功功率給定綜合值p_d≤發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)功率的上限p_cap，發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s＝P_d。

當(dāng)發(fā)電場(chǎng)的有功功率給定綜合值p_d＞發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)功率的上限p_cap，發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s＝P_cap。

第四步，將該有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s分配到發(fā)電場(chǎng)的每個(gè)發(fā)電單元。

將有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s按如下方式分配到發(fā)電場(chǎng)的每個(gè)發(fā)電單元：

各發(fā)電單元按各自可發(fā)有功功率上限占發(fā)電場(chǎng)總可發(fā)有功功率的比例來(lái)分配發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值，發(fā)電單元i的有功功率設(shè)定分配值

如圖3所示，上述實(shí)施例中的第二步中根據(jù)所接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f的波動(dòng)情況確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP的另一種方法如下：

(1)計(jì)算所接入電網(wǎng)的測(cè)量頻率f與電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f₀之間的偏差量Δf＝f-f₀，其中，電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f₀的數(shù)值可以預(yù)先設(shè)定，也可以從有功功率指令中獲取。

(2)采用所接入電網(wǎng)頻率偏差量Δf確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP；設(shè)定接入電網(wǎng)頻率偏差量門檻下限Δf₁和接入電網(wǎng)頻率偏差量門檻上限Δf₂；當(dāng)Δf₁≤Δf≤Δf₂，ΔP＝0；當(dāng)Δf＜Δf₁，ΔP＝-k_pΔf；當(dāng)Δf＞Δf₂，ΔP＝-k_pΔf；其中k_p為系數(shù)，一般都大于1，根據(jù)發(fā)電場(chǎng)容量以及介入電網(wǎng)情況進(jìn)行配置；一般取Δf₁小于0，Δf₂大于0，根據(jù)發(fā)電場(chǎng)容量以及介入電網(wǎng)情況進(jìn)行配置實(shí)際數(shù)值；

(3)對(duì)發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP進(jìn)行限幅處理。限幅處理一般是通過(guò)設(shè)定一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，使補(bǔ)償值小于經(jīng)驗(yàn)值，從而使補(bǔ)償值在一個(gè)合理范圍內(nèi)。

本發(fā)明實(shí)施方式中，采用所接入電網(wǎng)頻率偏差量Δf和變化率確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP的方式控制響應(yīng)性更好。而單純采用所接入電網(wǎng)頻率偏差量Δf確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP的方式則更簡(jiǎn)單。

如圖4所示，本發(fā)明的新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制系統(tǒng)20包括基本值及補(bǔ)償值計(jì)算模塊21、綜合值計(jì)算模塊22、設(shè)定值計(jì)算模塊23和設(shè)定值分配模塊24。其中：

基本值及補(bǔ)償值計(jì)算模塊21用于接受所接入電網(wǎng)調(diào)度部門的有功功率指令，根據(jù)該指令確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的基本值P₀；用于獲得接入電網(wǎng)測(cè)量頻率f，根據(jù)該測(cè)量頻率f和電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f₀計(jì)算電網(wǎng)頻率偏差量Δf，根據(jù)該電網(wǎng)頻率偏差量Δf確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP。

綜合值計(jì)算模塊22用于將發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的基本值和補(bǔ)償值相加，獲得發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的綜合值p_d。

設(shè)定值計(jì)算模塊23用于根據(jù)該綜合值p_d，結(jié)合發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)有功功率上限，確定發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s。

設(shè)定值分配模塊24用于將該有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s分配到發(fā)電場(chǎng)的每個(gè)發(fā)電單元。

新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制系統(tǒng)20通過(guò)電網(wǎng)調(diào)度通訊單元10接受來(lái)自電網(wǎng)調(diào)度部門的有功功率指令作為發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的基本值。

發(fā)電場(chǎng)發(fā)電單元的通訊單元30連接新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制系統(tǒng)20與同一發(fā)電場(chǎng)各發(fā)電單元40并完成數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。

以下再用一個(gè)具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制系統(tǒng)。

如圖5所示是本發(fā)明新能源發(fā)電場(chǎng)有功控制系統(tǒng)在風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制的拓?fù)鋱D。

風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電單元為可控有功功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組經(jīng)箱變將690V升壓至35kV風(fēng)電場(chǎng)線路電壓，在風(fēng)電場(chǎng)升壓站，由主變壓器將35kV升壓至110kV并連接至外部輸電電網(wǎng)，風(fēng)電場(chǎng)的電網(wǎng)并入點(diǎn)取主變壓器的110kV高壓側(cè)。

有功控制系統(tǒng)通過(guò)電網(wǎng)調(diào)度通訊單元通訊，接續(xù)獲取電網(wǎng)調(diào)度部門下發(fā)的有功功率指令，作為發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的基本值P₀。

有功控制系統(tǒng)中的發(fā)電場(chǎng)電網(wǎng)接入點(diǎn)頻率測(cè)量單元通過(guò)測(cè)量風(fēng)電場(chǎng)的110kV電網(wǎng)并入點(diǎn)頻率，得到頻率輸入f'。

有功控制系統(tǒng)通過(guò)發(fā)電場(chǎng)發(fā)電單元通訊單元，讀取風(fēng)電場(chǎng)的各風(fēng)電機(jī)組當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和可發(fā)有功功率上限P'_icap。

有功控制系統(tǒng)通過(guò)電網(wǎng)調(diào)度通訊單元通訊，接續(xù)獲取電網(wǎng)調(diào)度部門下發(fā)的有功功率指令，作為發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的基本值P₀。

有功控制系統(tǒng)中的發(fā)電場(chǎng)有功功率基本值及補(bǔ)償值計(jì)算模塊根據(jù)電網(wǎng)頻率計(jì)算有功功率給定補(bǔ)償值；發(fā)電場(chǎng)有功功率綜合值計(jì)算模塊將電網(wǎng)調(diào)度下發(fā)的有功功率給定基本值和補(bǔ)償值相加得到有功功率給定綜合值；發(fā)電場(chǎng)有功功率實(shí)際設(shè)定值計(jì)算模塊結(jié)合發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)有功功率上限，確定發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值；發(fā)電場(chǎng)有功功率實(shí)際設(shè)定值分配模塊將該實(shí)際設(shè)定值分配到每個(gè)發(fā)電單元，具體包括：

基本值及補(bǔ)償值計(jì)算模塊根據(jù)所獲得的電網(wǎng)頻率f'確定發(fā)電場(chǎng)的有功功率給定的補(bǔ)償值，包括如下步驟：

(1)獲取子模塊，用于將采集的電網(wǎng)頻率f'經(jīng)過(guò)一介慣性濾波，得到測(cè)量頻率f；電網(wǎng)頻率f'濾波可以采用包括但不限于可以為一階濾波、平均值濾波或者加權(quán)濾波等。在其它實(shí)施方式中，也可以省略濾波，直接將采集的電網(wǎng)頻率f'作為測(cè)量頻率f輸出。

(2)頻率計(jì)算子模塊，用于計(jì)算所接入電網(wǎng)的測(cè)量頻率f與電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f₀之間的偏差量Δf＝f-f₀；計(jì)算所接入電網(wǎng)的頻率f的變化率

(3)補(bǔ)償值確定子模塊，采用所接入電網(wǎng)的頻率的偏差量Δf和變化率確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP，包括：

(3.1)設(shè)定接入電網(wǎng)頻率偏差量門檻下限Δf₁和接入電網(wǎng)頻率偏差量門檻上限Δf₂,當(dāng)所接入電網(wǎng)的頻率的偏差量Δf在門檻上下限范圍內(nèi)，即Δf₁≤Δf≤Δf₂時(shí)，發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP取零；

(3.2)當(dāng)Δf＜Δf₁，當(dāng)Δf＞Δf₂，其中k_p,k_d為系數(shù)；

其他實(shí)施方式中，補(bǔ)償值確定子模塊也可以僅采用所接入電網(wǎng)的頻率的偏差量Δf確定發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP，具體為：設(shè)定接入電網(wǎng)頻率偏差量門檻下限Δf₁和接入電網(wǎng)頻率偏差量門檻上限Δf₂；當(dāng)Δf₁≤Δf≤Δf₂，ΔP＝0；當(dāng)Δf＜Δf₁，ΔP＝-k_pΔf；當(dāng)Δf＞Δf₂，ΔP＝-k_pΔf；其中k_p為系數(shù)，一般都大于1，根據(jù)發(fā)電場(chǎng)容量以及介入電網(wǎng)情況進(jìn)行配置；一般取Δf₁小于0，Δf₂大于0，根據(jù)發(fā)電場(chǎng)容量以及介入電網(wǎng)情況進(jìn)行配置實(shí)際數(shù)值。

(4)限幅子模塊，用于對(duì)發(fā)電場(chǎng)有功功率給定的補(bǔ)償值ΔP進(jìn)行限幅處理。

綜合值計(jì)算模塊計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)有功功率給定綜合值P_d＝P₀+ΔP。

設(shè)定值計(jì)算模塊還用于獲取發(fā)電場(chǎng)內(nèi)各發(fā)電單元的可發(fā)有功功率最大值P′_icap、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)；根據(jù)各發(fā)電單元的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)確定各發(fā)電單元的可發(fā)有功功率上限P_cap。具體為：

(1)確定單臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的可發(fā)有功功率上限，通過(guò)以下方式確定：

(1.1)當(dāng)風(fēng)電機(jī)組的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)為發(fā)電運(yùn)行時(shí)，本發(fā)電單元的可發(fā)有功功率上限P_icap＝P′_icap；

(1.2)當(dāng)風(fēng)電機(jī)組的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)為停機(jī)時(shí)，本風(fēng)電機(jī)組的可發(fā)有功功率上限P_icap＝0；

(2)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電場(chǎng)可發(fā)有功功率上限n為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組數(shù)量。

設(shè)定值計(jì)算模塊根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的有功功率給定綜合值P_d和當(dāng)前可發(fā)功率的上限P_cap，確定發(fā)電場(chǎng)的有功功率設(shè)定值P_s，包括：

(1)當(dāng)發(fā)電場(chǎng)的有功功率給定綜合值p_d≤發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)功率的上限p_cap，發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s＝P_d；

(2)當(dāng)發(fā)電場(chǎng)的有功功率給定綜合值p_d＞發(fā)電場(chǎng)當(dāng)前可發(fā)功率的上限p_cap，發(fā)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值P_s＝P_cap。

設(shè)定值分配模塊按如下方式分配：各風(fēng)電機(jī)組按各自可發(fā)有功功率上限占風(fēng)電場(chǎng)總可發(fā)有功功率的比例來(lái)分配風(fēng)電場(chǎng)的有功功率實(shí)際設(shè)定值，風(fēng)電機(jī)組i的有功功率設(shè)定值

最后，有功控制系統(tǒng)通過(guò)發(fā)電場(chǎng)發(fā)電單元通訊單元將風(fēng)電場(chǎng)的各風(fēng)電機(jī)組有功功率設(shè)定值P_is下發(fā)至各臺(tái)風(fēng)電機(jī)組。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。