一种基于场站控制的风电场一次调频与AGC协调控制方法与流程

本发明属于风电技术领域，具体涉及一种基于场站控制的风电场一次调频与agc协调控制方法。

背景技术

近年来以风电为代表的新能源发电快速发展，截至2017年底，我国风电、光伏装机已达2.1亿千瓦，居世界首位，其中西北电网新能源占比达到32.8％。新能源所占电网总装机容量的比例越来越高。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。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，因此需要挖掘新能源电站的调频能力，风力发电场参与电网一次调频已经在部分区域电网开展前期研究和试点。

目前风电场一般投入agc(自动发电控制)运行模式，根据区域电网情况存在agc限负荷运行和不限负荷运行两种情况，往往在不同的agc运行方式下，一次调频性能有较大的差别，风电场一次调频如果与agc不协调可能会影响一次调频的性能，因此需要对风场agc与一次调频进行协调控制。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于场站控制的风电场一次调频与agc协调控制方法，本发明解决了一次调频与agc不能协调控制的问题。

为达到上述目的，本发明所述一种基于场站控制的风电场一次调频与agc协调控制方法包括一次调频测控系统与风场agc的协调以及一次调频测控系统与能量管理平台的协调；

其中，一次调频测控系统与风场agc的协调过程为：一次调频测控系统将一次调频投入、一次调频动作信号送至风场agc，风场agc将每个能量管理平台的理论功率、agc给定功率和风量管理平台控制风机的实发功率发送至一次调频测控系统；

当风场agc同时收到一次调频投入和一次调频动作信号后，停止向能量管理平台发送agc给定功率，由一次调频测控系统向能量管理平台发送一次调频功率目标值ppfr；一次调频动作复归后，一次调频测控系统将最后收到的agc给定功率分别发送至各能量管理平台，然后由风场agc正常向能量管理平台下发agc给定功率。

一次调频测控系统与能量管理平台协调过程为：调频期间，一次调频测控系统向各能量管理平台下发调频投入信号、调频动作信号以及能量管理平台一次调频功率目标值ppfr，能量管理平台根据收到调频动作信号进行调频。

进一步的，当电网频率偏差在一次调频死区范围内时：一次调频测控系统不动作，由风场agc向各个能量平台发送agc给定功率指令；当电网频率偏差超过一次调频死区时：一次调频测控系统向风场agc和能量管理平台发送一次调频动作信号，风场agc停止向能量平台发送agc给定功率，由一次调频测控系统向能量管理平台发送能量管理平台目标功率ppfr。

进一步的，当p理论功率-p实发功率≥p额定*λ时，判断为限负荷；此时各能量管理平台目标功率ppfr的计算公式为:ppfr＝pagc+△ppfc；当p理论功率-p实发功率＜p额定*λ时，判断为不限负荷；此时各能量管理平台目标功率ppfr的计算公式为:ppfr＝p实发功率+△ppfc；

上式中：p理论功率为当前风速下风电场可发的功率；p实发功率为当前风电场实际功率；λ为风电场理论功率与实发功率的偏差系数，一般可取0.05；pagc为风电场agc功率给定值；△ppfc为风电场一次调频调节量，λ为风电场理论功率与实发功率的偏差系数。

进一步的，一次调频死区范围为0.05hz～0.1hz。

进一步的，能量管理平台收到调频动作信号采用快速调节的模式进行调频。

进一步的，在并网运行集中接入的风电场的有功功率控制装置中，增加风电场功率的下垂频率调节控制策略。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果，本发明主要解决了风电场agc有功控制与一次调频往往不能够进行协调控制，存在风电场agc与一次调频相互闭锁的情况。本发明提出的判别风电场是否处于限负荷工况，针对限负荷、不限负荷提出了不同的一次调频计算方法，确保了在实际运行中风电场agc与一次调频都能正常发挥功能，保证二者功能正常运行。

附图说明

图1为风电场一次调频与agc协调控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1，一种基于场站控制的风电场一次调频与agc协调控制方法，包括：

一、风场agc与能量管理平台的协调

风场agc向每个能量管理平台发送agc给定功率，能量管理平台向风场agc反馈风机的实发功率。

二、一次调频测控系统与风场agc协调

一次调频测控系统与风场agc进行通讯，一次调频测控系统将一次调频投入、一次调频动作信号送至风场agc，风场agc将每个能量管理平台的理论功率、agc给定功率和风量管理平台控制风机的实发功率发送至一次调频测控系统。

当风场agc同时收到一次调频投入和一次调频动作信号后，停止向能量管理平台发送agc给定功率，由一次调频测控系统向能量管理平台发送一次调频功率目标值ppfr。一次调频动作复归后，一次调频测控系统将最后收到的agc给定功率分别发送至各能量管理平台，然后由风场agc正常向能量管理平台下发agc给定功率。其中，一次调频动作复归指频率回到死区范围内，一次调频已退出。

三、一次调频测控系统与能量管理平台协调

调频期间(当风场agc收到一次调频投入和一次调频动作信号后停止向能量管理平台发送agc给定功率，由一次调频测控系统向能量管理平台发送一次调频功率目标值ppfr)，一次调频测控系统向各能量管理平台下发调频投入信号、调频动作信号以及能量管理平台一次调频功率目标值ppfr。能量管理平台收到调频动作信号采用快速调节的模式进行调频。

一次调频动作后，风电场能量管理平台一次调频功率目标值ppfr的确定方法具体如下：

1、当电网频率偏差在一次调频死区范围内时：

一次调频测控系统不动作，正常由风场agc向各个能量平台发送agc给定功率指令。

2、当电网频率偏差超过一次调频死区，一次调频测控系统动作：

一次调频测控系统向风场agc和能量管理平台发送一次调频动作信号，风场agc停止向能量平台发送agc给定功率，由一次调频测控系统向能量管理平台发送能量管理平台目标功率ppfr，分下面两种情况：

(1)风电场限负荷工况下：

当p理论功率-p实发功率≥p额定*λ时，判断为限负荷；

各能量管理平台目标功率为:ppfr＝pagc+△ppfc

(2)不限负荷工况

当p理论功率-p实发功率＜p额定*λ时，判断为不限负荷

各能量管理平台目标功率为:ppfr＝p实发功率+△ppfc

上式中：p理论功率为当前风速下风电场可发的功率；λ为风电场理论功率与实发功率的偏差系数，一般可取0.05；p实发功率为当前风电场实际功率；pagc为风电场agc功率给定值；△ppfc为风电场一次调频调节量，λ为风电场理论功率与实发功率的偏差系数，λ一般取0.05。

本发明在并网运行集中接入的风电场的有功功率控制装置中，增加风电场功率的下垂频率调节控制策略；并实时监测并网运行集中接入的风电场并网点频率，当并网点频率超过设定的一次调频死区后，根据风电场功率的下垂频率调节控制策略计算一次调频动作后能量管理平台一次调频功率目标值ppfr，一次调频测控系统将新的一次调频功率目标值ppfr通过能量管理平台重新分配至各风力发电机组，风力发电机组根据指令调节各自出力，实现风电场整体的一次调频功能使风电场一次调频与风电场agc控制能够协调。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。