一种新能源场站、发电单元的功率控制方法及装置与流程

本发明属于新能源发电，具体涉及一种新能源场站、发电单元的功率控制方法及装置。

背景技术：

1、现如今，新能源场站的系统框架如图1所示，包括调度层、厂站层和现场层三层架构。调度层中设置有电网调度系统新能源调度中心，厂站层中设置有新能源快速功率控制装置，现场层中设置有多个新能源发电单元，分别为新能源发电单元1、新能源发电单元2、……、新能源发电单元n。

2、新能源快速功率控制装置用于根据获取的并网点频率计算功率调整值，计算出的功率调整值叠加至电网调度系统新能源调度中心下发的agc(自动有功控制)的负荷指令值，从而得到一次调频负荷响应指令值ptarget，即ptarget＝pagc+δp0，pagc为agc的负荷指令值，δp0为功率调整值，并下发给新能源发电单元。该种控制方式存在以下问题：

3、1)agc的控制周期较长，在控制周期间隔内，并网点功率可能发生变化，导致agc负荷指令值与并网点功率不一致，最终导致调节出现偏差。

4、2)新能源场站中的新能源发电单元类型较多，包括储能、风机、光伏等，这些不同类型的发电单元按照同样的要求来操作，不利于配置储能的新能源场站的频率调节。

5、3)风电场的控制对象仅有能管平台，计算结果p可以直接下发给能管平台。但光伏存在多个控制对象，目前一次调频负荷响应指令值p是按照平均分配的方式分配给各控制对象，是一种粗放的盲发方式，由于每个控制对象的状态有可能不同，不利于快速精准的控制功率达到预期目标。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新能源场站、发电单元的功率控制方法及装置，用以解决现有技术中无法快速精准地控制功率达到预期目标的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种新能源场站中发电单元的功率控制方法，包括如下步骤：

3、1)获取并网点的功率目标值，将并网点的功率目标值减去并网点的功率实际值得到并网点的功率总调整值，将并网点的功率总调整值作为并网点的功率当前调整值；

4、2)选择某一优先级下各发电单元，并计算该优先级下各发电单元的功率可调值，比较并网点的功率当前调整值与该优先级下所有发电单元的功率可调值的和：

5、若并网点的功率当前调整值大于所有发电单元的功率可调值的和，则将并网点的功率当前调整值减去所有发电单元的功率可调值的和，更新并网点的功率当前调整值为得到的差值，再选择下一优先级下的各发电单元重新执行步骤2)，直至并网点的功率当前调整值小于等于所有发电单元的功率可调值的和；

6、若并网点的功率当前调整值小于等于所有发电单元的功率可调值的和，则计算并网点的功率当前调整值与所有发电单元的功率可调值和的比值，将得到的比值记为该优先级下各发电单元的功率调节比例；

7、3)根据所选择的每个优先级下每个发电单元的功率调节比例、每个发电单元的功率可调值以及每个发电单元的功率实时值，计算得到所选择的每个发电单元的功率指令值，并下发给各发电单元，使各发电单元依据其功率指令值工作。

8、其有益效果为：本发明在计算得到并网点的功率总调整值后，并非将该值直接下发给发电单元，而是首先计算并网点的功率目标值与并网点的功率实际值的差值，利用该差值进行后续的功率分配处理，避免调节误差，进而将所有发电单元进行优先级划分，在优先级较高的发电单元能够消化计算出的差值的情况下，仅利用该优先级较高的发电单元进行功率控制，在优先级较高的发电单元不能消化计算出的差值的情况下，再结合优先级较低的发电单元，使优先级较高和优先级较低的发电单元共同配合工作以实现消化计算出的差值。而且，本发明方法计算出每个参与消化的发电单元的功率指令值，并下发给各发电单元，实现了精确调控，利于快速精准地控制功率达到预期目标以及新能源场站的频率调节。

9、进一步地，某一优先级下各发电单元的功率可调值为：

10、

11、式中，δpni为优先级为n的第i个发电单元的功率可调值；f为并网点的频率；fh为一次调频上扰死区频率限值；fl为一次调频下扰死区频率限值；pni_theory为优先级为n的第i个发电单元的功率理论值；pni_act为优先级为n的第i个发电单元的功率实时值；pni_down为优先级为n的第i个发电单元的功率可调下限值。

12、其有益效果为：结合并网点的频率、一次调频上扰死区频率限值、一次调频下扰死区频率限值、功率理论值、功率实时值和功率可调下限值综合计算，能够准确计算出每个发电单元的可调值，为每个发电单元的功率分配打下基础。

13、进一步地，每个发电单元的功率指令值为：

14、pni_target＝δpni×rn+pni

15、式中，pni_target为优先级为n的第i个发电单元的功率指令值；δpni为优先级为n的第i个发电单元的功率可调值；rn为优先级为n的发电单元的功率调节比例；pni为优先级为n的第i个发电单元的功率实时值。

16、进一步地，步骤1)中，并网点的功率目标值为：

17、ptarget＝pagc+δp0

18、式中，ptarget为并网点的功率目标值；pagc为自动有功控制的负荷指令值；δp0为根据下垂特性曲线计算得到的功率调整值：

19、

20、式中，f为并网点的频率；fh为一次调频上扰死区频率限值；fl为一次调频下扰死区频率限值；fn为系统额定频率；pn为额定功率；δ％为一次调频调差率。

21、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种新能源场站中发电单元的功率控制装置，包括处理器，所述处理器用于执行计算机程序指令，以实现上述介绍的新能源场站中发电单元的功率控制方法，并达到与该方法相同的有益效果。

22、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种新能源场站，包括控制系统和多个发电单元，所述发电单元用于根据控制系统下发的功率指令值工作，所述控制系统用于：

23、1)获取并网点的功率目标值，将并网点的功率目标值减去并网点的功率实际值得到并网点的功率总调整值，将并网点的功率总调整值作为并网点的功率当前调整值；

24、2)选择某一优先级下各发电单元，并计算该优先级下各发电单元的功率可调值，比较并网点的功率当前调整值与该优先级下所有发电单元的功率可调值的和：

25、若并网点的功率当前调整值大于所有发电单元的功率可调值的和，则将并网点的功率当前调整值减去所有发电单元的功率可调值的和，更新并网点的功率当前调整值为得到的差值，再选择下一优先级下的各发电单元重新执行步骤2)，直至并网点的功率当前调整值小于等于所有发电单元的功率可调值的和；

26、若并网点的功率当前调整值小于等于所有发电单元的功率可调值的和，则计算并网点的功率当前调整值与所有发电单元的功率可调值和的比值，将得到的比值记为该优先级下各发电单元的功率调节比例；

27、3)根据所选择的每个优先级下每个发电单元的功率调节比例、每个发电单元的功率可调值以及每个发电单元的功率实时值，计算得到每个发电单元的功率指令值，并下发给各发电单元。

28、其有益效果为：本发明的新能源场站，场站中的控制系统采用了本发明的一种新能源场站中发电单元的功率控制方法进行各发电单元的功率分配。该方法在计算得到并网点的功率总调整值后，并非将该值直接下发给发电单元，而是首先计算并网点的功率目标值与并网点的功率实际值的差值，利用该差值进行后续的功率分配处理，避免调节误差，进而将所有发电单元进行优先级划分，在优先级较高的发电单元能够消化计算出的差值的情况下，仅利用该优先级较高的发电单元进行功率控制，在优先级较高的发电单元不能消化计算出的差值的情况下，再结合优先级较低的发电单元，使优先级较高和优先级较低的发电单元共同配合工作以实现消化计算出的差值。而且，本发明方法计算出每个参与消化的发电单元的功率指令值，并下发给各发电单元，实现了精确调控，利于快速精准地控制功率达到预期目标以及新能源场站的频率调节。

29、进一步地，还包括采集装置，所述采集装置用于采集并网点的电压和电流并发送给所述控制系统，所述控制系统还用于根据并网点的电压和电流计算得到所述并网点的功率实际值。

30、其有益效果为：利用实际采集的并网点的电压和电流能够准确计算出并网点的功率实际值。

31、进一步地，所述控制系统与每个发电单元之间均通过以太网连接。

32、其有益效果为：利用以太网可以实现控制系统快速且准确下发各发电单元的功率指令值。

33、进一步地，多个发电单元的类型包括储能、风机和光伏，且各发电单元的优先级按照类型划分，类型为储能的发电单元的优先级最高。

34、其有益效果为：储能受天气影响较小，将其的优先级设置的最高可以保证整个新能源场站供电工作的开展。

35、进一步地，某一优先级下各发电单元的功率可调值为：

36、

37、式中，δpni为优先级为n的第i个发电单元的功率可调值；f为并网点的频率；fh为一次调频上扰死区频率限值；fl为一次调频下扰死区频率限值；pni_theory为优先级为n的第i个发电单元的功率理论值；pni_act为优先级为n的第i个发电单元的功率实时值；pni_down为优先级为n的第i个发电单元的功率可调下限值。

38、其有益效果为：结合并网点的频率、一次调频上扰死区频率限值、一次调频下扰死区频率限值、功率理论值、功率实时值和功率可调下限值综合计算，能够准确计算出每个发电单元的可调值，为每个发电单元的功率分配打下基础。