一种基于构网技术的新能源场站的控制方法及装置与流程

本发明实施例涉及新能源运行控制，尤其涉及一种基于构网技术的新能源场站的控制方法及装置。

背景技术：

1、现有的新能源场站中风光储设备都以跟网型的运行为主，以跟踪电网频率和电压为主要控制目标，但在电网发生扰动时，导致场站对电网频率和电压变化的响应能力不足，从而导致以下的运行风险：

2、1） 风光储设备对电网依赖度高：跟网型场站以跟踪电网频率和电压为主要控制目标，一旦电网发生故障或扰动，可能难以适应电网的变化，从而导致停机或运行不稳定；

3、2） 响应速度慢：跟网型场站的调频响应通过站控系统对光伏和风机下发功率指令实现，中间经过站控系统的信号采集，功率给定计算，通信延时，设备端执行等多个环节，响应速度相对较慢。在电网频率出现快速波动时，跟网型场站可能无法快速调整其整体出力，导致对电网频率的响应不及时；

4、3） 调频精度低：跟网型场站的场站级调节策略相对简单，其调频的精度通常较低，这可能导致场站在调频过程中对电网频率的调整存在较大的误差，从而影响电网的稳定运行；

5、4） 主动支撑能力有限：跟网型场站的调频响应通常只是被动地跟随电网频率的变化，在电网发生波动时，跟网型场站可能无法提供足够的支撑，从而影响电网的稳定性；

6、5） 运行效率较低：跟网型场站在并网运行时以跟踪电网为主要目标，缺乏对自身运行状态的优化控制，这可能导致场站的运行效率较低，无法充分利用可再生能源，降低了能源利用效率和经济效益。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种基于构网技术的新能源场站的控制方法及装置，以解决现有的场站对电网频率和电压变化的响应能力不足问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明实施例提供了一种基于构网技术的新能源场站的控制方法，包括：

4、获取电网电压和电网频率，当所述电网电压和所述电网频率的波动范围超出调节死区时，按照预先设置的构网型储能设备的调差系数对所述构网型储能设备进行分级，并通过分级后的所述构网型储能设备逐级支撑电网电压和电网频率；

5、获取所述构网型储能设备支撑电网频率输出的有功功率和实时的电网频率，根据所述构网型储能设备输出的有功功率和所述实时的电网频率确定所述电网的调频缺口容量，根据所述调频缺口容量和光伏和风机的可调容量确定需要投入的光伏和风机；

6、向投入的光伏和风机下发功率指令，所述投入的光伏和风机根据所述功率指令支撑电网频率。

7、可选的，通过分级后的所述构网型储能设备逐级支撑电网电压和电网频率包括以下至少一项：配置所述构网型储能设备的支撑电压以无功功率优先；配置所述构网型储能设备在支撑电压有裕度时，再支撑电网频率的有功功率；其中，将支撑电网电压的无功功率作为支撑电网频率的有功功率的约束条件。

8、可选的，将支撑电网电压的无功功率作为支撑电网频率的有功功率的约束条件为，其中，为有功功率的限幅值；为构网型储能设备或光伏和风机的设备额定容量；为调压需要的无功功率。

9、可选的，所述按照预先设置的构网型储能设备的调差系数对所述构网型储能设备进行分级，包括：

10、获取构网型储能场站的总调差系数，所述构网型储能场站中包括至少一个所述构网型储能设备；

11、根据所述总调差系数配置所述构网型储能设备的调差系数，并按照所述调差系数对至少一个所述构网型储能设备进行升序的分级排列。

12、可选的，所述通过分级后的所述构网型储能设备逐级支撑电网电压和电网频率，包括：

13、当所述电网频率的波动范围在第一范围内时，调差系数最小的所述构网型储能设备优先响应支撑电网电压和电网频率；

14、当所述电网频率的波动范围超过所述第一范围时，按照所述构网型储能设备升序的分级排列顺序，所述构网型储能设备逐级响应支撑电网电压和电网频率，直到所有的构网型储能设备都达到最大调节。

15、可选的，所述获取所述构网型储能设备支撑电网频率输出的有功功率和实时的电网频率，根据所述构网型储能设备输出的有功功率和所述实时的电网频率确定所述电网的调频缺口容量，根据所述调频缺口容量和光伏和风机的可调容量确定需要投入的光伏和风机，包括：

16、获取每组光伏和风机的可调容量，并对所述可调容量按照降序排序；

17、根据所述调频缺口容量和所述每组光伏和风机的可调容量的降序顺序确定需要投入的光伏和风机，其中，优先投入可调容量大的光伏和风机。

18、第二方面，本发明实施例提供了一种基于构网技术的新能源场站的控制装置，包括：

19、第一处理模块，用于获取电网电压和电网频率，当所述电网电压和所述电网频率的波动范围超出调节死区时，按照预先设置的构网型储能设备的调差系数对所述构网型储能设备进行分级，并通过分级后的所述构网型储能设备逐级支撑电网电压和电网频率；

20、第二处理模块，用于获取所述构网型储能设备支撑电网频率输出的有功功率和实时的电网频率，根据所述构网型储能设备输出的有功功率和所述实时的电网频率确定所述电网的调频缺口容量，根据所述调频缺口容量和光伏和风机的可调容量确定需要投入的光伏和风机；

21、第三处理模块，用于向投入的光伏和风机下发功率指令，所述投入的光伏和风机根据所述功率指令支撑电网频率。

22、可选的，通过分级后的所述构网型储能设备逐级支撑电网电压和电网频率包括以下至少一项：配置所述构网型储能设备的支撑电压以无功功率优先；配置所述构网型储能设备在支撑电压有裕度时，再支撑电网频率的有功功率；其中，将支撑电网电压的无功功率作为支撑电网频率的有功功率的约束条件。

23、可选的，将支撑电网电压的无功功率作为支撑电网频率的有功功率的约束条件为，其中，为有功功率的限幅值；为构网型储能设备或光伏和风机的设备额定容量；为调压需要的无功功率。

24、可选的，所述第一处理模块，包括：

25、第一获取子模块，用于获取构网型储能场站的总调差系数，所述构网型储能场站中包括至少一个所述构网型储能设备；

26、分级子模块，用于根据所述总调差系数配置所述构网型储能设备的调差系数，并按照所述调差系数对至少一个所述构网型储能设备进行升序的分级排列。

27、可选的，所述第一处理模块，包括：

28、第一处理子模块，用于当所述电网频率的波动范围在第一范围内时，调差系数最小的所述构网型储能设备优先响应支撑电网电压和电网频率；

29、第二处理子模块，用于当所述电网频率的波动范围超过所述第一范围时，按照所述构网型储能设备升序的分级排列顺序，所述构网型储能设备逐级响应支撑电网电压和电网频率，直到所有的构网型储能设备都达到最大调节。

30、可选的，所述第二处理模块，包括：

31、第二获取子模块，用于获取每组光伏和风机的可调容量，并对所述可调容量按照降序排序；

32、第三处理子模块，用于根据所述调频缺口容量和所述每组光伏和风机的可调容量的降序顺序确定需要投入的光伏和风机，其中，优先投入可调容量大的光伏和风机。

33、第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面中任一项所述的基于构网技术的新能源场站的控制方法中的步骤。

34、第四方面，本发明实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面中任一项所述的基于构网技术的新能源场站的控制方法中的步骤。

35、第五方面，本发明实施例提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，该计算机指令被处理器执行时实现如第一方面中任一项所述的基于构网技术的新能源场站的控制方法中的步骤。

36、在本发明中，通过构网型控制方式接入的新能源场站，由于没有锁相环，因而受电网波动影响小，能够对电压和频率提供稳定支撑。当所述电网电压和所述电网频率的波动范围超出调节死区时，按照预先设置的构网型储能设备的调差系数对所述构网型储能设备进行分级，并通过分级后的所述构网型储能设备逐级支撑电网电压和电网频率；通过构网控制模拟的同步机自主调压调频能力，使得设备级控制能够第一时间快速响应电网需求，给场站层的调控提供响应缓冲时间；再根据所述构网型储能设备输出的有功功率和所述实时的电网频率确定所述电网的调频缺口容量，根据所述调频缺口容量和光伏和风机的可调容量确定需要投入的光伏和风机；向投入的光伏和风机下发功率指令，所述投入的光伏和风机根据所述功率指令支撑电网频率。通过两级控制互相配合使得新能源场站同时满足快速响应和稳定支撑的需求，解决了现有的场站对电网频率和电压变化的响应能力不足问题。