使用匯集線路開關(guān)實現(xiàn)光伏電站有功功率緊急控制的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光伏發(fā)電站有功自動調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種使用匯集線路開關(guān) 實現(xiàn)光伏電站有功功率緊急控制的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，全國眾多光伏基地的建成投產(chǎn)，改變了原有的電源結(jié)構(gòu)，光伏發(fā)電對電網(wǎng) 的影響逐步增大，由只對局部電網(wǎng)的無功電壓影響，上升到對大電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻的影響。國 標(biāo)GB/T1996-2012《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》指出："光伏發(fā)電站應(yīng)具備參與電 力系統(tǒng)的調(diào)頻和調(diào)峰的能力。光伏發(fā)電站應(yīng)配置有功功率控制系統(tǒng)，具備有功功率連續(xù)平 滑調(diào)節(jié)的能力，并能夠參與系統(tǒng)有功功率控制。光伏發(fā)電站有功功率控制系統(tǒng)能夠接收并 自動執(zhí)行電網(wǎng)電度機構(gòu)下達的有功功率及有功功率變化的控制指令"。按照規(guī)定要求，光伏 發(fā)電站應(yīng)積極建設(shè)有功功率自動控制系統(tǒng)，滿足電網(wǎng)公司要求，提高電網(wǎng)光伏功率自動調(diào) 節(jié)水平，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運行。
[0003] 該國標(biāo)還規(guī)定，在電力系統(tǒng)事故或緊急情況下，光伏發(fā)電站應(yīng)按下列要求運行：
[0004] a)電力系統(tǒng)事故或特殊運行方式下，按照電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)的要求降低光伏發(fā)電站有 功功率。
[0005] b)當(dāng)電力系統(tǒng)頻率高于50. 2Hz時，按照電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)指令降低光伏發(fā)電站有功 功率，嚴重情況下切除整個光伏發(fā)電站。
[0006] c)若光伏發(fā)電站的運行危及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定，電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)按相關(guān)規(guī)定暫時將 光伏發(fā)電站切除。
[0007] 事故處理完畢，電力系統(tǒng)恢復(fù)正常運行狀態(tài)后，光伏發(fā)電站應(yīng)按照調(diào)度指令并網(wǎng) 運行。對電力系統(tǒng)故障期間沒有脫網(wǎng)的光伏發(fā)電站，其有功功率在故障清除后應(yīng)快速恢復(fù)， 自故障清除時刻開始，以至少30%額定功率/秒的功率變化率恢復(fù)至正常發(fā)電狀態(tài)。
[0008] 電力系統(tǒng)傳統(tǒng)意義上的自動有功控制（AGC)系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)對象為火力發(fā)電機組 和水力發(fā)電機組，在確保電網(wǎng)頻率穩(wěn)定方面發(fā)揮了重要作用。借鑒電網(wǎng)調(diào)度原電力系統(tǒng)能 量管理系統(tǒng)（EMS)中AGC模塊成功的運行經(jīng)驗，光伏發(fā)電站有功自動控制系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)電網(wǎng) EMS和光伏發(fā)電站實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實時信息、系統(tǒng)發(fā)電計劃以及光伏發(fā)電站功率預(yù)測 系統(tǒng)信息，通過對光伏發(fā)電站上網(wǎng)有功功率的控制調(diào)節(jié)，達到對光伏發(fā)電站內(nèi)幾十臺光伏 陣列的有功功率控制。
[0009] 在實際運行中，電網(wǎng)調(diào)度端AGC系統(tǒng)將每個光伏發(fā)電站看成一臺機組，作為系統(tǒng) 的控制對象。電網(wǎng)調(diào)度端AGC系統(tǒng)參考發(fā)電計劃和功率預(yù)測結(jié)果進行指令計算，然后發(fā)送 有功功率指令到光伏發(fā)電站端AGC模塊。光伏發(fā)電站AGC模塊根據(jù)接收到的調(diào)度有功功率 指令通過分配計算出每臺光伏陣列的有功輸出目標(biāo)，最后將目標(biāo)經(jīng)通信接口下發(fā)到每臺光 伏陣列實現(xiàn)有功功率的調(diào)節(jié)。
[0010] 受制于光伏陣列通信接口的延時以及光伏陣列有功調(diào)節(jié)響應(yīng)速度的限制（秒 級），緊急情況下光伏發(fā)電站AGC通過調(diào)節(jié)每臺光伏陣列的有功輸出，不能達到快速減少有 功輸出的要求（毫秒級）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種使用匯集線路開關(guān)實現(xiàn)光 伏電站有功功率緊急控制的方法，在調(diào)度要求對有功功率進行緊急控制時，不通過調(diào)節(jié)單 臺光伏陣列有功的輸出，而是通過控制光伏發(fā)電站各個匯集線路開關(guān)來快速調(diào)節(jié)總有功輸 出，保證上網(wǎng)總有功既不超過調(diào)度指令，又盡可能多的發(fā)電。
[0012] 本發(fā)明提出的一種使用匯集線路開關(guān)實現(xiàn)光伏電站有功功率緊急控制的方法，其 特征在于，該方法包括以下步驟：
[0013] 1)根據(jù)調(diào)度要求確定光伏發(fā)電站有功緊急控制超標(biāo)允許時延（100毫秒~500毫 秒可配置）；
[0014] 2)在一個調(diào)節(jié)周期（25毫秒）開始到來時，進行有功功率自動調(diào)節(jié)，具體包括：
[0015] 2-1)從電網(wǎng)調(diào)度端AGC系統(tǒng)獲取光伏電站有功功率緊急指令，并以此指令作為光 伏電站有功緊急控制的上限P_ ;
[0016] 2-2)采集光伏電站并網(wǎng)點送出線路和各條匯集線路有功功率、各個匯集線路開關(guān) 狀態(tài)；若上網(wǎng)總有功功率P gate小于上限P _則為合格，超標(biāo)計時清〇,等待下一個調(diào)節(jié)周期 開始，返回步驟2-1);否則轉(zhuǎn)步驟2-3);
[0017] 2-3)超標(biāo)計時累加一個調(diào)節(jié)周期的時間，得到的超標(biāo)計時值若小于有功緊急控制 超標(biāo)允許時延，等待下一個調(diào)節(jié)周期開始，返回步驟2-1);否則轉(zhuǎn)步驟2-4);
[0018] 2-4)執(zhí)行減有功調(diào)節(jié)，總有功快速切除目標(biāo)為：
[0019] Pset= Pgate-Pmax
[0020] 2-4-1)將η條匯集線路有功功率組成一個集合Pl記為{Pn，…，P 11,…，i = (1，···，!!)}，從此集合Pl中查找出所有大于PMt的P11構(gòu)成子集，再從此子集中查找最小值 Plljllin,記下線路號i及該線路有功功率與Pset的差值記為P deltaJ ( = Plljllin-Pset)，若無此線 路，則 Pdeltaj= Pgate;
[0021] 2-4-2)將η條匯集線路有功功率兩兩組合、并計算出每個組合之和（共Cl個），將 這些和組成一個集合P2記為{P 21，…P21，…，i= (1，…，）}，從此集合中查找出所有大于 的P 21構(gòu)成子集，再從此子集中查找最小值P 21__，記下線路號組合及該組合之和與PMt 的差值記為Pdelta_2( = P2i_min_PSet)，右無此線路號組合，則Pdelta_2 = P gate;
[0022] 以此類推…
[0023] 2-4-m)將各條匯集線路有功功率任取m個有功作為一個組合（m < η)、并計算出 每個組合之和（共Cg1個），將這些和組成一個集合Pm記為（Pnil，…Pnil，…，i = (1，···，）}， 從此集合中查找出所有大于Ps J勺P "構(gòu)成子集，再從此子集中查找最小值P ，記下線路 號組合及該組合之和與Pset的差值記為P deltaJ11( = Pmi_min_Pset)，右無此線路號組合，則Pdeltii+ =P . m ± gate，
[0024] 2-5)從集合{Pdelta l，…，Pdelta ni，…，m= (1，···，!〇}查找出最小值及其對應(yīng)的 線路號組合；將此線路號組合對應(yīng)的匯集線路開關(guān)通過硬接線方式直接斷開，本周期調(diào)節(jié) 結(jié)束；
[0025] 3)等待下一個調(diào)節(jié)周期，返回步驟2-1)。
[0026] 本發(fā)明提出的使用匯集線路開關(guān)實現(xiàn)光伏電站有功功率緊急控制的方法，其優(yōu)點 是：本發(fā)明方法通過控制光伏發(fā)電站各個匯集線路開關(guān)來快速調(diào)節(jié)總有功輸出，保證上網(wǎng) 總有功在緊急情況下能迅速低于調(diào)度指令。同時通過選擇略大于調(diào)節(jié)量的匯集線路有功組 合，使切除的有功盡可能少，最大限度發(fā)揮了光伏發(fā)電站的發(fā)電能力。通過工程實踐可以發(fā) 現(xiàn)，這種方法簡單易于實現(xiàn)，而且光伏發(fā)電站匯集線路個數(shù)越多，切除的有功組合之和將越 接近調(diào)節(jié)量，總體調(diào)節(jié)效果越好。
【具體實施方式】
[0027] 下面以某光伏發(fā)電站采用本發(fā)明的一個具體實施例，介紹本發(fā)明的使用匯集線路 開關(guān)實現(xiàn)光伏電站有功功率緊急控制的方法。
[0028] 本發(fā)明提出的使用匯集線路開關(guān)實現(xiàn)光伏電站有功功率緊急控制的方法，其特征 在于，該方法包括以下步驟：
[0029] 1)根據(jù)調(diào)度要求確定光伏發(fā)電站有功緊急控制超標(biāo)允許時延（100毫秒~500毫 秒可配置）；
[0030] 2)在一個調(diào)節(jié)周期（25毫秒）開始到來時，進行有功功率自動調(diào)節(jié)，具體包括：
[0031] 2-1)從電網(wǎng)調(diào)度端AGC系統(tǒng)獲取光伏電站有功功率緊急指令，并以此指令作為光 伏電站有功緊急控制的上限P_ ;
[0032] 2-2)采集光伏電站并網(wǎng)點送出線路和各條匯集線路有功功率、各個匯集線路開關(guān) 狀態(tài)；若上網(wǎng)總有功功率P gate小于上限P _則為合格，超標(biāo)計時清〇,等待下一個調(diào)節(jié)周期 開始，返回步驟2-1);否則轉(zhuǎn)步驟2-3);
[0033] 2-3)超標(biāo)計時累加一個調(diào)節(jié)周期的時間，得到的超標(biāo)計時值若小于有功緊急控制 超標(biāo)允許時延，等待下一個調(diào)節(jié)周期開始，返回步驟2-1);否則轉(zhuǎn)步驟2-4);
[0034] 2-4)執(zhí)行減有功調(diào)節(jié)，總有功快速切除目標(biāo)為：
[0035] Pset=Pgate-Pnax
[0036] 2-4-1)將η條匯集線路有功功率組成一個集合Pl記為{Pn，…，P 11,…，i = (1，···，!〇}，從此集合Pl中查找出所有大于PMt的