一种新能源场站的一次调频控制方法、系统、设备及存储介质与流程

专利检索2024-12-07  36


本发明涉及电力系统控制技术系统,具体涉及一种新能源场站的一次调频控制方法、系统、设备及存储介质。


背景技术:

1、随着生态文明建设和绿色低碳发展的推进,风电、光伏发电所占比重不断上升,但由于风电、光伏发电出力具有随机性和波动性,电网频率控制特性的结构性困境日趋明显。因此,除了参与电力系统二次调频外,也要求新能源场站参与电力系统一次调频,为电力系统的频率稳定提供快速支撑。

2、对于新能源场站而言,一次调频控制策略是影响调频效果的一个重要因素。如何合理规划设置一次调频控制策略,对电网安全稳定运行和新型电力系统环境下的优化调度具有重要意义。现有的新能源场站一次调频控制算法中,未计及并网点有功损耗,需要通过多轮调节予以补偿,导致一次调频响应时间超过限值。此外,在机组有功指令分配时,未考虑机组本身调节性能优劣,使得机组实际有功输出值偏离分配值,导致一次调频调节精度不满足限值要求。


技术实现思路

1、发明目的:针对现有技术的不足,本发明提供一种新能源场站的一次调频控制方法、系统、设备及存储介质,提高一次调频响应速度和调节精度。

2、技术方案:第一方面,提供一种新能源场站的一次调频控制方法,包括以下步骤:

3、根据并网点有功功率与新能源机组有功功率实发值之差获得并网点有功功率损耗数据,通过多项式拟合得到并网点有功损耗特征曲线;

4、根据一次调频动作、一次调频复归控制有功功率分配基值更新检测定时器的启停,在有功功率分配基值更新检测定时器完成计时时,对并网点和新能源机组有功功率分配基值进行更新;

5、根据有功频率下垂曲线确定并网点一次调频有功功率目标值ptarget,根据并网点有功损耗特征曲线分别计算并网点一次调频有功功率目标值对应的损耗ptarget_loss和并网点一次调频有功功率初始值对应的损耗pinit_loss,由ptarget_loss与pinit_loss之差得到并网点一次调频有功功率调整量对应的损耗pchange_loss,利用pchange_loss补偿并网点一次调频有功功率目标值,根据损耗补偿后的并网点一次调频有功功率目标值和并网点有功功率分配基值确定并网点一次调频有功功率调整量指令值;

6、采用标准间相关性critic算法计算新能源机组调节性能评价指标的权重系数,根据权重系数计算新能源机组的性能评分,在新能源机组有功功率分配基值的基础上,根据新能源机组性能评分将并网点一次调频有功功率调整量指令值在机组间进行分配。

7、根据第一方面的优选实施方式,所述根据并网点有功功率与新能源机组有功功率实发值之差获得并网点有功功率损耗数据包括:

8、获取新能源场站额定有功功率prate,在0~prate之间取对数空间中均匀分布的n个点作为采样点,第k个采样点对应的有功功率记为ppcc_mea_k,k=1,2,...,n;

9、设新能源场站含有m个新能源机组,获取第i个机组的有功功率实发值pgen_mea_i,i=1,2,...,m,当并网点有功功率等于第k个采样点对应的有功功率ppcc_mea_k时,获取此时新能源机组有功功率实发值累加和计算并网点有功功率损耗ppcc_loss_k=psum_mea_k-ppcc_mea_k。

10、进一步地,所述通过多项式拟合得到并网点有功损耗特征曲线包括:

11、取ppcc_mea_k和ppcc_loss_k作为数据点集,k=1,2,...,n,利用二阶多项式拟合并网点有功损耗特征曲线,得到ppcc_loss=ap2pcc_mea+bppcc_mea+c,该公式拟合了并网点有功功率损耗ppcc_loss与并网点有功功率实发值ppcc_mea之间的函数关系,其中a、b、c分别为二阶系数、一阶系数和常数。

12、根据第一方面的优选实施方式,所述根据一次调频动作、一次调频复归控制有功功率分配基值更新检测定时器的启停包括:

13、检测一次调频动作与一次调频复归情况,若一次调频动作,则停止有功功率分配基值更新检测定时器;若一次调频复归,则重新启动有功功率分配基值更新检测定时器。

14、根据第一方面的优选实施方式,所述对并网点和新能源机组有功功率分配基值进行更新包括:

15、更新并网点有功功率分配基值等于并网点有功功率实发值;

16、更新新能源机组有功功率分配基值等于新能源机组有功功率实发值;

17、复位有功功率分配基值更新检测定时器。

18、根据第一方面的优选实施方式,所述利用pchange_loss补偿并网点一次调频有功功率目标值包括:

19、根据p'target=ptarget+pchange_loss计算损耗补偿后的并网点一次调频有功功率目标值,

20、根据损耗补偿后的并网点一次调频有功功率目标值和并网点有功功率分配基值确定并网点一次调频有功功率调整量指令值包括:

21、根据δppcc=p'target-ppcc_base计算并网点一次调频有功功率调整量指令值,其中ppcc_base为并网点有功功率分配基值。

22、根据第一方面的优选实施方式,所述采用标准间相关性critic算法计算新能源机组调节性能评价指标的权重系数,根据权重系数计算新能源机组的性能评分包括:

23、获取新能源机组评价指标数据,共有3项,设新能源场站含有m个新能源机组,其中可调容量序列为x1={p1,p2,…,pm},响应时间序列为x2={t1,t2,…,tm},调节精度序列为x3={δ1,δ2,…,δm},形成原始指标数据矩阵:

24、进行数据标准化,设数据矩阵内元素经过标准化过后的元素为x'ij,其中可调容量采用公式(1)式进行标准化,响应时间、调节精度采用(2)式进行标准化:

25、

26、

27、其中,为m个机组中指标j的最小值;为m个机组中指标j的最大值;

28、计算指标变异性,设指标j的变异性大小为sj,公式如下:其中

29、计算指标冲突性,设指标j与其余指标冲突性大小为rj,公式如下:其中,rdj表示指标d与j之间的相关系数;

30、根据变异性和冲突性计算指标j的信息量cj=sj×rj,基于信息量计算指标j的权重wj,公式如下:

31、根据权重计算第i个机组的性能评分,公式如下:

32、根据第一方面的优选实施方式,所述步骤4中,根据新能源机组性能评分将并网点一次调频有功功率调整量指令值在机组间进行分配,公式如下:

33、

34、其中,pgen_set_i是第i个机组本次一次调频过程中的指令值,pgen_base_i是第i个机组有功功率分配基值,δppcc是并网点一次调频有功功率调整量指令值,si是第i个机组的性能评分,m是新能源机组的数量。

35、第二方面,提供一种新能源场站的一次调频控制系统,包括:

36、并网点有功损耗建模模块,根据并网点有功功率与新能源机组有功功率实发值之差获得并网点有功功率损耗数据,通过多项式拟合得到并网点有功损耗特征曲线;

37、有功功率分配基值更新模块,根据一次调频动作、一次调频复归控制有功功率分配基值更新检测定时器的启停,在有功功率分配基值更新检测定时器完成计时时,对并网点和新能源机组有功功率分配基值进行更新;

38、并网点有功功率调整量指令值确定模块,根据有功频率下垂曲线确定并网点一次调频有功功率目标值ptarget,根据并网点有功损耗特征曲线分别计算并网点一次调频有功功率目标值对应的损耗ptarget_loss和并网点一次调频有功功率初始值对应的损耗pinit_loss,由ptarget_loss与pinit_loss之差得到并网点一次调频有功功率调整量对应的损耗pchange_loss,利用pchange_loss补偿并网点一次调频有功功率目标值,根据损耗补偿后的并网点一次调频有功功率目标值和并网点有功功率分配基值确定并网点一次调频有功功率调整量指令值;

39、机组有功功率调整控制模块,采用标准间相关性critic算法计算新能源机组调节性能评价指标的权重系数,根据权重系数计算新能源机组的性能评分,在新能源机组有功功率分配基值的基础上,根据新能源机组性能评分将并网点一次调频有功功率调整量指令值在机组间进行分配。

40、第三方面,提供一种计算机设备,包括:一个或多个处理器;存储器;以及一个或多个程序,其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述程序被处理器执行时实现如第一方面所述的新能源场站的一次调频控制方法的步骤。

41、第四方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的新能源场站的一次调频控制方法的步骤。

42、有益效果:

43、(1)本发明通过多项式拟合得到并网点有功损耗特征曲线,基于并网点有功功率目标值与并网点有功功率初始值的调整量计算损耗,提高损耗计算的准确性,从而快速跟踪并网点有功功率指令值,提高一次调频响应速度;

44、(2)本发明设置有功功率分配基值更新检测定时器,根据一次调频动作、复归情况决定并网点和新能源机组有功功率基值是否更新,避免由于参与计算的并网点和新能源机组有功功率基值不准确,导致分配结果偏大或偏小,调节过程出现振荡现象;

45、(3)本发明通过标准间相关性critic算法对新能源机组调节性能优劣进行评分,得到各个机组有功指令分配权重,能够快速、准确地对场站进行有功功率控制,提高一次调频调节精度。


技术特征:

1.一种新能源场站的一次调频控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据并网点有功功率与新能源机组有功功率实发值之差获得并网点有功功率损耗数据包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述通过多项式拟合得到并网点有功损耗特征曲线包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据一次调频动作、一次调频复归控制有功功率分配基值更新检测定时器的启停包括:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对并网点和新能源机组有功功率分配基值进行更新包括:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用pchange_loss补偿并网点一次调频有功功率目标值包括:

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述采用标准间相关性critic算法计算新能源机组调节性能评价指标的权重系数,根据权重系数计算新能源机组的性能评分包括:

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据新能源机组性能评分将并网点一次调频有功功率调整量指令值在机组间进行分配,公式如下:

9.一种新能源场站的一次调频控制系统,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,并网点有功损耗建模模块根据并网点有功功率与新能源机组有功功率实发值之差获得并网点有功功率损耗数据包括:

11.根据权利要求10所述的系统,其特征在于,并网点有功损耗建模模块通过多项式拟合得到并网点有功损耗特征曲线包括:

12.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,有功功率分配基值更新模块根据一次调频动作、一次调频复归控制有功功率分配基值更新检测定时器的启停包括:

13.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,有功功率分配基值更新模块对并网点和新能源机组有功功率分配基值进行更新包括:

14.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,并网点有功功率调整量指令值确定模块利用pchange_loss补偿并网点一次调频有功功率目标值包括:

15.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,机组有功功率调整控制模块采用标准间相关性critic算法计算新能源机组调节性能评价指标的权重系数,根据权重系数计算新能源机组的性能评分包括:

16.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,机组有功功率调整控制模块根据新能源机组性能评分将并网点一次调频有功功率调整量指令值在机组间进行分配,公式如下:

17.一种计算机设备,其特征在于,包括:

18.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的新能源场站的一次调频控制方法的步骤。


技术总结
本发明公开了一种新能源场站的一次调频控制方法、系统、设备及存储介质,所述方法通过多项式拟合得到并网点有功损耗特征曲线,基于并网点有功功率目标值与并网点有功功率初始值的调整量计算损耗,提高损耗计算的准确性,从而快速跟踪并网点有功功率指令值,提高一次调频响应速度;根据一次调频动作、复归情况,决定并网点和新能源机组有功功率基值是否更新,避免由于参与计算的并网点和新能源机组有功功率基值不准确,导致分配结果偏大或偏小,调节过程出现振荡现象;通过CRITIC算法对新能源机组调节性能优劣进行评分,得到各个机组有功指令分配权重,能够快速、准确地对场站进行有功功率控制,提高一次调频调节精度。

技术研发人员:刘双,马晓伟,柏嵩,王智伟,汤海宁,刘鑫,郭梦旭,王文倬,徐溶峰,李武璟,王汉林,苏彪,严涛松
受保护的技术使用者:国网电力科学研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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