分布式有功柔性控制方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于新能源发电自动控制领域，特别涉及一种分布式有功柔性控制方法和系统。
【背景技术】
[0002]近年来，在国家促进可再生能源和清洁能源的利用，出台很多扶持和鼓励新能源产业发展政策的背景下，大量的光伏电站、风电场等新能源电站投入运行，接入电网系统。由于光伏电站和风电场的发电量受天气影响明显，具有随机性、间歇性和波动性的特点，对电网的安全稳定运行带来了更大的冲击和挑战。太阳能和风能资源集中的地区，一般相对远离负荷中心，电力资源以输出为主，但电力输出容量有限，而且为了保证电网安全，在实际运行中输出容量留有较大的安全裕度，这导致电网最大可接纳新能源发电有功功率不能充分利用，即使电网用电有缺口，新能源电站的有功出力也不能送出，造成资源的极大浪费。因此，如何对新能源电站的有功出力进行有效控制，在保证电网运行安全的前提下，最大化利用清洁能源，提高电站的发电量，是电网和新能源电站业主都十分关心的问题。而目前有功控制方法是采用集中式装置，通过电缆硬接线方式采集模拟量及开关量，当电站装机容量较大、集电馈线数目较多、各集电馈线及出线之间距离较远时，电缆铺设距离过长，甚至不具备电缆铺设条件，而且存在控制不及时等问题，因此不能很好的满足现场应用需求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:针对现有新能源电站有功控制系统存在的有功调节速度缓慢、调节不到位，以及只能适应装机容量较小电站等缺点，提供一种新能源电站分布式有功柔性控制方法和系统，能够满足分期建设、装机容量较大的新能源电站快速、可靠控制电站有功出力的要求，在保证电网运行安全的前提下，尽量多利用新能源资源发电，为电站业主创造更多的经济效益。
[0004]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是:新能源电站分布式有功柔性控制方法，其特征在于包括如下步骤:
[0005](I)有功柔性控制系统从机对新能源电站集电母线的电压和各条馈线的电流进行采样，计算出各条馈线的发电有功功率，并以通讯的方式传输至有功柔性控制主机；
[0006](2)有功柔性控制系统从机采集各条馈线开关位置及压板状态信号，并以通讯的方式传输至有功柔性控制主机，作为馈线是否允切的条件，参与切除馈线的闭锁逻辑运算；
[0007](3)有功柔性控制系统主机采集新能源电站送出线的电压和电流，以计算电站发电总有功功率，或者通过从机采集出线的电压和电流，再以通讯的方式将电站发电总有功功率传输至主机；
[0008](4)通过有功柔性控制系统主机的远动功能模块，从调度主站接收该新能源电站发电的计划有功功率值，并将该计划有功功率值转发至站内AGC系统；
[0009](5)有功柔性控制系统主机根据计划有功功率值和电站发电总有功功率值的大小，对电站馈线功率进行控制；如果在限定时间内，发电总有功功率值未降至计划值，通过馈线切除控制算法，选择部分馈线，将该馈线跳闸信号以通讯的方式传输至从机；
[0010](6)有功柔性控制系统从机接收到主机发送的馈线跳闸信号，通过闭合相应出口接点切除部分馈线，使电站总有功出力值快速降至计划值以下。
[0011]进一步的，通过分布式有功柔性控制系统采集出线、集电母线和馈线的电压、电流，计算各条馈线有功功率和电站总有功功率，同时，总有功功率能通过定值来选择采用出线功率还是馈线功率求和的计算模式。
[0012]进一步的，所述步骤(4)的详细内容:有功柔性控制系统主机的远动功能模块通过遥调的方式从主站接收电站的计划有功功率值，并将该值转发至站内AGC系统。
[0013]进一步的，所述步骤(5)中馈线切除控制的具体算法是最小过切原则算法、馈线不同权重优先级切除原则算法或者最优排列组合切除原则算法。
[0014]进一步的，所述馈线切除控制算法的最小过切原则算法具体步骤如下:
[0015]a.首先对各条馈线的有功功率值按照从小到大进行排序；
[0016]b.选取可能切除的馈线的最大组合:将各馈线有功功率从小到大累加，直到大于需切除有功功率值；
[0017]c.在可能切除的馈线的最大组合中，依次尽量剔除有功功率较大的馈线，以保留优质的发电资源；
[0018]d.为了尽量减少切除的发电功率，在可能切除的馈线组合中，依次尽量剔除有功功率较小的馈线，得到最优的切除馈线组合。
[0019]进一步的，所述馈线切除控制算法的馈线不同权重优先级切除原则算法具体步骤如下:
[0020]a.首先设置各条馈线的权重优先级值；
[0021 ] b.按照各条馈线权重优先级值的大小，对馈线从小到大进行排序；
[0022]c.依据上述排序，从小到大累加馈线有功功率，直到大于需切除有功值，得到需切除馈线最大组合；
[0023]d.在可能切除的馈线的最大组合中，依次尽量剔除馈线权重优先级较大的馈线，以保留优质的发电资源；
[0024]e.为了尽量减少切除的发电功率，在可能切除的馈线组合中，依次尽量剔除馈线权重优先级较小的馈线，得到最优的切除馈线组合。
[0025]进一步的，所述馈线切除控制算法的最优排列组合方式切除原则算法具体步骤如下:
[0026]a.首先对各条馈线进行任意组合；
[0027]b.计算所有馈线组合各自的总有功值，并对各组合总有功馈线值以及需切除功率值从小到大进行排序；
[0028]c.依据上述排序，选取大于需切除功率且与其最接近的组合，即最优的切除馈线组合；
[0029]进一步的，由所述的分布式有功柔性控制系统主机的远动功能模块从主站接收电站的计划有功功率值，再通过所述的馈线切除控制算法，选择最优的切除馈线组合。
[0030]为了达到上述目的，本发明采用另一种的技术方案是:新能源电站分布式有功柔性控制系统，其特征在于:包括分布式主从机装置、主从机之间以通讯的方式进行模拟量和开关量等信息交互，其中主机包括采样模块、计算模块、通讯模块、远动模块、馈线切除控制算法模块等，从机包括采样模块、计算模块、通讯模块、动作出口模块等。
[0031]所述采样模块用于分布式有功柔性控制系统主从机对新能源电站的出线、集电母线和馈线的二次电流和二次电压进行采样，对馈线开关位置信号进行采集；
[0032]所述计算模块用于根据采样模块的结果，计算该电站发电总有功功率值及各馈线有功功率值，以及馈线开关位置信号；
[0033]所述通讯模块用于实现分布式有功柔性控制系统主从机之间通过通讯媒介进行数据信息的交互功能，如模拟量和开关量等信息；
[0034]所述远动模块用于分布式有功柔性控制系统主机接收主站下发的计划有功值及将该计划有功值转发至电站的AGC系统。
[0035]所述馈线切除控制算法模块用于分布式有功柔性控制系统主机根据计算模块和远动模块以及通讯模块接收的数据结果，通过馈线切除控制算法选择部分馈线进行切除，并由通讯模块输出至分布式有功柔性控制系统从机。
[0036]所述动作出口模块用于分布式有功柔性控制系统从机根据通讯模块接收主机发送的馈线切除信息，通过输出跳闸继电器空接点跳开所选对应的馈线开关，快速将电站总有功功率降至计划值以下。
[0037]采用上述技术方案，本发明的有益效果是:通过分布式有功柔性控制系统，快速可靠满足多期建设、装机容量较大的新能源电站有功控制功能要求，极大的减少了电缆铺设和设备投资。分布式有功柔性控制系统根据当前调度系统下发的计划值，能快速、可靠切除新能源电站部分输出有功，保证电网安全稳定运行;通过馈线切除控制算法，选择性切除部分馈线，尽量发挥电站优质发电能力，最大化利用清洁能源，增加发电量，为电站业主创造更多的经济效益。
【附图说明】
[0038]图1是一种分多期建设的新能源电站主接线图。
[0039]图2是本发明实施例分布式有功柔性控制系统架构图。
[0040]图3是本发明实施例馈线切除控制算法流程图。
[0041 ]图4是本发明实施例分布式有功柔性控制系统主从机功能模块图。
【具体实施方式】
[0042]以下将结合附图及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
[0043]实施例1
[0044]参见图1、图2、图3和图4，本新能源电站分布式有功柔性控制方法，包括如下步骤:
[0045 ] (I)有功柔性控制系统从机对新能源电站集电母线的电压和各条馈线的电流进行采样，计算出各条馈线的发电有功功率，并以通讯的方式传输至有功柔性控制主机；
[0046](2)有功柔性控制系统从机采集各条馈线开关位置及压板状态信号，并以通讯的方式传输至有功柔性控制主机，作为馈线是否允切的条件，参与切除馈线的闭锁逻辑运算；
[0047](3)有功柔性控制系统主机采集新能源电站送出线的电压和电流，以计算电站发电总有功功率，或者通过从机采集出线的电压和电流，再以通讯的方式将电站发电总有功功率传输至主机；
[0048](4)通过有功柔性控制系统主机的远动功能模块，从调度主站接收该新能源电站发电的计划有功功率值，并将该计划有功功率值转发至站内AGC系统；
[0049](5)有功柔性控制系统主机根据计划有功功率值和电站发电总有功功率值的大小，对电站馈线功率进行控制；如果在限定时间内，发电总有功功率值未降至计划值，通过馈线切除控制算法，选择部分馈线，将该馈线跳闸信号以通讯的方式传输至从机;本实施例以馈线不同权重优先级切除原则为例，说明馈线切除控制算法。
[0050]以现场某电站为例，该电站有21条集电馈线，根据调度主站下