风光水火多源协同一次调频方法、系统、设备和介质与流程

本发明属于电力系统运行控制，具体涉及一种风光水火多源协同一次调频方法、系统、设备和介质。

背景技术：

1、发展风力发电和光伏发电等新能源是人类社会应对能源危机和环境保护问题的普遍共识。近20年来，风力发电和光伏发电得到了大规模快速发展，有不少风力发电、光伏发电、火力发电和水力发电通过同一并网点接入电网的情况(或者相距较近，具备统一并网点条件)，若风光水火联合发电系统作为一个整体接收电网调度指令运行，则一方面便于简化电网调度部门的管理流程，另一方面有利于发挥不同类型电源的特征，实现优势互补，整体对外表现为一个良好的受控电源，从而在电力市场竞争中获取好的收益。然而，在不同类型电源一次调频研究方面，火力发电和水力发电已经非常成熟，目前的研究主要聚焦于风力发电或光伏发电等单个电源参与电网一次调频的控制策略，少有的研究开始关注风力发电与火力发电、光伏发电与火力发电等两种类型电源一次调频的协同，但现有技术尚无针对风光水火联合发电系统的协同一次调频研究。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种风光水火多源协同一次调频方法，包括：

2、一种风光水火多源协同一次调频方法，包括：

3、基于获取的风光水火多类型电源联合发电系统中各电源机端频率，进行电网一次调频功能实现，确定初始的调频控制增益；

4、基于获取的风光水火多类型电源联合发电系统并网点的频率，进行一次调频协同控制功能实现，并根据初始的调频控制增益确定一次调频控制增益的调整方向和调整量；

5、根据所述调整方向和调整量，对所述风光水火多类型电源联合发电系统各电源进行调频处理。

6、优选的，所述基于获取的风光水火多类型电源联合发电系统中各电源机端频率，进行电网一次调频功能实现，确定初始的调频控制增益，包括：

7、获取风光水火多类型电源联合发电系统中风电场、光伏电站、水电机组和火电机组的机端频率；

8、根据所述机端频率和机端额定频率，进行频率差值计算，得到风电场、光伏电站、水电机组和火电机组的频率偏差值；

9、基于所述风电场、光伏电站、水电机组和火电机组的频率偏差值，进行电网一次调频功能设置，确定初始的调频控制增益。

10、优选的，频率差值计算式如下：

11、△fi＝fn-fi

12、式中，△fi为风光水火多类型电源联合发电系统中第i个电源的机端频率变化量，其中i＝1，2，3，4，当时i＝1时△fi表示风电场电源的机端频率变化量，当i＝2时△fi表示光伏电站电源的机端频率变化量，i＝3时△fi表示水电机组电源的机端频率变化量，i＝4时△fi表示火电机组电源的机端频率变化量，fn为额定频率，fi为第i个电源的机端频率实测值。

13、优选的，所述基于所述风电场、光伏电站、水电机组和火电机组的频率偏差值，进行电网一次调频功能实现，确定初始的调频控制增益，包括：

14、基于所述风电场、光伏电站、水电机组和火电机组的频率偏差值和各个电源的输出有功功率变化量进行计算，得到所述联合发电系统各机组的初始调频控制输出值；

15、基于所述初始调频控制输出值，为所述风光水火多类型电源联合发电系统中风电场、光伏电站、水电机组和火电机组进行电网一次调频功能实现，并确定初始的调频控制增益。

16、优选的，所述电网一次调频计算式如下：

17、△pi＝ki×△fi

18、式中，△pi为第i个电源的输出有功功率变化量，ki为第i个电源的一次调频控制增益，△fi为第i个电源的机端频率变化量，其中i＝1，2，3，4，当时i＝1时△fi表示风电场电源的机端频率变化量，当i＝2时△fi表示光伏电站电源的机端频率变化量，i＝3时△fi表示水电机组电源的机端频率变化量，i＝4时△fi表示火电机组电源的机端频率变化量。

19、优选的，所述基于获取的风光水火多类型电源联合发电系统并网点的频率，进行一次调频协同控制功能实现，确定一次调频控制增益的调整方向和调整量，包括：

20、获取风光水火多类型电源联合发电系统并网点的频率；

21、根据所述并网点的频率和并网点的额定频率，进行频率差值计算，得到并网点频率偏差值；

22、基于所述并网点频率偏差值，进行一次调频协同控制功能实现，确定一次调频控制增益的调整方向和调整量。

23、优选的，频率差值计算式如下：

24、△fpcc＝fn-fpcc

25、式中，△fpcc为风光水火多类型电源联合发电系统并网点频率变化量，fn为额定频率，fpcc为风光水火多类型电源联合发电系统并网点频率实测值。

26、优选的，所述基于所述并网点频率偏差值，进行一次调频协同控制功能实现，确定一次调频控制增益的调整方向和调整量，包括：

27、基于所述并网点频率偏差值，为风光水火多类型电源联合发电系统进行一次调频协同控制功能实现；

28、对联合发电系统并网点频率变化量在控制周期内的变化趋势进行判断，获取判断结果；

29、基于所述判断结果，确定所述联合发电系统各电源一次调频控制增益的调整方向和调整量；

30、其中，所述判断结果包括：联合发电系统并网点频率变化量整体上升、整体平稳和整体下降。

31、优选的，所述基于所述判断结果，确定所述联合发电系统各电源一次调频控制增益的调整方向和调整量，包括：

32、当所述判断结果为联合发电系统并网点频率变化量整体上升时，根据联合发电系统并网点频率变化量所在的预设调整范围，对控制周期的调频控制增益进行对应倍数上调；

33、当所述判断结果为联合发电系统并网点频率变化量整体平稳时，对控制周期的调频控制增益保持不变；

34、当所述判断结果为联合发电系统并网点频率变化量整体下降时，根据联合发电系统并网点频率变化量所在的预设调整范围，对控制周期的调频控制增益进行对应倍数下调。

35、优选的，所述根据所述调整方向和调整量，对所述联合发电系统各电源进行调频处理，包括：

36、根据所述调整方向和调整量，通过所述联合发电系统的一次调频协同控制器，对所述联合发电系统各电源的调频控制增益进行更新，获取各电源更新的调频控制增益；

37、根据获取的所述各电源更新的调频控制增益进行一次调频，并对风光水火多类型电源联合发电系统并网点的电网频率值进行观测，当所述网点频率值恢复稳定状态时，结束对所述联合发电系统各电源的调频处理。

38、基于同一发明构思，本技术还提供一种风光水火多源协同一次调频系统，包括：

39、电网功能设置模块，用于基于获取的风光水火多类型电源联合发电系统中各机端频率，进行电网一次调频功能实现，确定初始的调频控制增益；

40、调频控制增益确定模块，用于基于获取的风光水火多类型电源联合发电系统并网点的频率，进行一次调频协同控制功能实现，并根据初始的调频控制增益确定一次调频控制增益的调整方向和调整量；

41、调频处理模块，用于根据所述调整方向和调整量，对所述风光水火多类型电源联合发电系统各电源进行调频处理。

42、优选的，所述电网功能设置模块具体用于：

43、获取风光水火多类型电源联合发电系统中风电场、光伏电站、水电机组和火电机组的机端频率；

44、根据所述机端频率和机端额定频率，进行频率差值计算，得到风电场、光伏电站、水电机组和火电机组的频率偏差值；

45、基于所述风电场、光伏电站、水电机组和火电机组的频率偏差值，进行电网一次调频功能实现，确定初始的调频控制增益。

46、优选的，所述电网功能设置模块的差值计算公式如下：

47、△fi＝fn-fi

48、式中，△fi为风光水火多类型电源联合发电系统中第i个电源的机端频率变化量，其中i＝1，2，3，4，当时i＝1时△fi表示风电场电源的机端频率变化量，当i＝2时△fi表示光伏电站电源的机端频率变化量，i＝3时△fi表示水电机组电源的机端频率变化量，i＝4时△fi表示火电机组电源的机端频率变化量，fn为额定频率，fi为第i个电源的机端频率实测值。

49、优选的，所述电网功能设置模块基于所述风电场、光伏电站、水电机组和火电机组的频率偏差值，进行电网一次调频功能实现，确定初始的调频控制增益，包括：

50、基于所述风电场、光伏电站、水电机组和火电机组的频率偏差值和各个电源的输出有功功率变化量进行计算，得到所述风光水火多类型电源联合发电系统各机组的初始调频控制输出值；

51、基于所述初始调频控制输出值，为所述风光水火多类型电源联合发电系统中风电场、光伏电站、水电机组和火电机组进行电网一次调频功能实现，并确定初始的调频控制增益。

52、优选的，所述电网功能设置模块的电网一次调频计算式如下：

53、△pi＝ki×△fi

54、式中，△pi为第i个电源的输出有功功率变化量，ki为第i个电源的一次调频控制增益，△fi为第i个电源的机端频率变化量，其中i＝1，2，3，4，当时i＝1时△fi表示风电场电源的机端频率变化量，当i＝2时△fi表示光伏电站电源的机端频率变化量，i＝3时△fi表示水电机组电源的机端频率变化量，i＝4时△fi表示火电机组电源的机端频率变化量。

55、优选的，所述调频控制增益确定模块具体用于：

56、获取风光水火多类型电源联合发电系统并网点的频率；

57、根据所述并网点的频率和并网点的额定频率，进行频率差值计算，得到并网点频率偏差值；

58、基于所述并网点频率偏差值，进行一次调频协同控制功能实现，确定一次调频控制增益的调整方向和调整量。

59、优选的，所述调频控制增益确定模块的差值计算式如下：

60、△fpcc＝fn-fpcc

61、式中，△fpcc为风光水火多类型电源联合发电系统并网点频率变化量，fn为额定频率，fpcc为风光水火多类型电源联合发电系统并网点频率实测值。

62、优选的，所述调频控制增益确定模块基于所述并网点频率偏差值，进行一次调频协同控制功能实现，确定一次调频控制增益的调整方向和调整量，包括：

63、基于所述并网点频率偏差值，为风光水火多类型电源联合发电系统进行一次调频协同控制功能实现；

64、对联合发电系统并网点频率变化量在控制周期内的变化趋势进行判断，获取判断结果；

65、基于所述判断结果，确定所述联合发电系统各电源一次调频控制增益的调整方向和调整量；

66、其中，所述判断结果包括：联合发电系统并网点频率变化量整体上升、整体平稳和整体下降。

67、优选的，所述调频控制增益确定模块基于所述判断结果，确定所述联合发电系统各电源一次调频控制增益的调整方向和调整量，包括：

68、当所述判断结果为联合发电系统并网点频率变化量整体上升时，根据联合发电系统并网点频率变化量所在的预设调整范围，对控制周期的调频控制增益进行对应倍数上调；

69、当所述判断结果为联合发电系统并网点频率变化量整体平稳时，对控制周期的调频控制增益保持不变；

70、当所述判断结果为联合发电系统并网点频率变化量整体下降时，根据联合发电系统并网点频率变化量所在的预设调整范围，对控制周期的调频控制增益进行对应倍数下调。

71、优选的，所述调频处理模块具体用于：

72、根据所述调整方向和调整量，通过所述联合发电系统的一次调频协同控制器，对所述联合发电系统各电源的调频控制增益进行更新，获取各电源更新的调频控制增益；

73、根据获取的所述各电源更新的调频控制增益进行一次调频，并对风光水火多类型电源联合发电系统并网点的电网频率值进行观测，当所述网点频率值恢复稳定状态时，结束对所述联合发电系统各电源的调频处理。

74、基于同一发明构思，本发明还提供一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；

75、存储器，用于存储一个或多个程序；

76、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如前所述一种风光水火多源协同一次调频方法。

77、基于同一发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如前所述的一种风光水火多源协同一次调频方法。

78、与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

79、1、本发明提供了一种风光水火多源协同一次调频方法、系统、设备和介质，包括：基于获取的风光水火多类型电源联合发电系统中各电源机端频率，进行电网一次调频功能设置，确定初始的调频控制增益；基于获取的风光水火多类型电源联合发电系统并网点的频率，进行一次调频协同控制功能设置，确定一次调频控制增益的调整方向和调整量；根据所述调整方向和调整量，对所述联合发电系统各电源进行调频处理；本发明可以在不增加通信网络和硬件改造成本的基础上，实现风光水火联合发电系统协同参与电网一次调频的功能。

80、2、本发明根据电网频率偏差的不同大小，及时的通过控制增益调整来调节电源出力，使得电网频率在扰动后得到快速恢复，可以充分地利用各电源的调频潜力，加速电网频率在扰动后的恢复，并且实现多电源调频的协同。这对于未来以新能源为主体的新型电力系统来说显得更加重要，新型电力系统中由于水电、火电等常规电源的减少，缺乏持续可靠的调频资源，需要更加充分地利用各种电源的调频潜能。