一种光伏电站快速频率响应功能改造的方法与流程

本发明属于新能源应用，尤其涉及一种光伏电站快速频率响应功能改造的方法。

背景技术：

1、截至目前，西北电网风电和光伏比例已达34.55％。风电和光伏其发电原理不同于传统电源，在应对电网频率和电压波动的时候没有旋转惯量进行支撑，这使得电网的暂态稳定性下降。为了保证高比例新能源接入对西北电网的稳定性，西北调控对辖区内的风电和光伏风电场接入电网提出频率快速响应的要求，新能源发电要参与维持电网频率的稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种光伏电站快速频率响应功能改造的方法，旨在对光伏电站的速频率响应功能进行改造以使其接入电网后维持电网频率稳定性。

2、本发明是这样实现的，一种光伏电站快速频率响应功能改造的方法，所述光伏电站包括其站内的许继管理机agc以及光伏发电区的逆变器，所述许继管理机agc通过通信链路对逆变器进行控制和调节；所述改造为对光伏电站的速频率响应功能进行改造以使其接入电网后维持电网频率的稳定性，所述方法为通过设置快速频率响应系统控制光伏区逆变器，所述快速频率响应系统包括idm-500快速频率响应控制主机、具有调频功能的idm500s功率分配子机，所述idm500s功率分配子机分配加装在厂区通讯管理机与逆变器中间运行；其中，当调频发生动作时，由idm-500快速频率响应控制主机经过计算分别给某目标idm500s功率分配子机下发命令，用以控制所对应的逆变器限制或者抬升符合出力，并在原有的基础上将厂区agc反向闭锁，完成调节动作之后继续交还agc控制执行。

3、优选地，所述快速频率响应系统还包括以太网交换机，其中，所述idm-500 快速频率响应控制主机、以太网交换机依次信号连接，所述以太网交换机对接光纤环网，所述光纤环网、idm500s功率分配子机、逆变器依次信号连接。

4、优选地，所述快速频率响应系统还包括快速频率测频及录波装置，该装置用于：

5、(1)监测电网频率

6、根据场站主变高压侧(出线)的电压频率计算电网频率；

7、(2)判断电网频率是否达到调频范围

8、根据调度给定的快速频率响应动作死区定值，判断系统频率是否到达动作门槛；

9、(3)数据录波功能

10、将快速频率响应动作事件及数据录波记录下来，用于快速频率响应动作的事件进行分析；

11、(4)数据统计功能

12、统计记录快速频率响应总动作次数、总动作时间、合格率等信息；

13、(5)模拟测试功能

14、具有快速频率响应模拟测试功能，通过在装置内预置功率曲线数据模拟电网频率变化，测试快速频率响应功能；

15、(6)对视功能

16、具有gps对时功能模块实现装置的时钟同步，保证事件记录、数据记录等时间的准确；

17、(7)数据上传功能

18、快速频率响应动作次数、动作数据及相关遥测、遥信及故障信息等应向监控系统上传，并具有通过pmu装置、agc装置或计算机监控系统向调度数据网上传的功能；

19、(8)装置可靠性要求

20、在装置出现死机、断电、采样异常、电压波动、重启、程序错误、硬件故障等异常情况下快速频率响应功能不应误动作。

21、优选地，所述idm500s功率分配子机采用两进一出的使用方法，其中， com1口与com2口分别对应逆变器小室的1号逆变器与2号逆变器，用来接收逆变器所需上传的数据，并通过com3口将逆变器数据上传给agc；当调频发生动作时，所述idm-500快速频率响应控制主机通过idm500m功率分配主机连接环网交换机并由光纤环网给idm500s功率分配子机eth1口直接下发调节指令，反向闭锁agc使其在快速频率动作期间无法调节逆变器功率。

22、优选地，所述数据包括逆变器的出力、无功、电流、电压。

23、优选地，所述idm-500快速频率响应控制主机配置交流信号采集模块、开关量采集模块、通信传输模块、主cpu逻辑运算模块、人机交互模块、对时模块、快速频率响应装置模拟测试模块以及快速频率响应动作录波模块，其中各模块之间的结构关系为内部耦合模式，各模块与idm500s功率分配子机、许继管理机agc以及逆变器的结构关系为由idm-500快速频率响应控制主机配置进行下发控制的关系；其中，各模块具体功能为：

24、(1)交流信号采集模块，用于采集所在场站自动化方面的遥测、遥控、遥信、遥调功能；

25、(2)开关量采集模块，用于采集和控制开关量信号的输入和输出，以达到设定状态；

26、(3)通信传输模块，用于传输、采集和通讯；

27、(4)主cpu逻辑运算模块，用于统计本所在场站采集开关量进行计算和调节；

28、(5)人机交互模块，用于提供多模感知功能、智能代理交互功能；

29、(6)对时模块，用于实现装置的时钟同步，保证事件记录、数据记录时间的准确；

30、(7)快速频率响应装置模拟测试模块，用于通过在装置内预置功率曲线数据模拟电网频率变化，并将快速频率响应动作事件及数据录波记录下来，

31、(8)快速频率响应动作录波模块，用于快速频率响应动作的事件进行分析，判断是否达到快速频率响应功能。

32、优选地，所述idm-500快速频率响应控制主机安装在原继保室内。

33、相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：本发明idm-500 快速频率响应控制主机依据内部强大的数据库和多个冗余通信口，主要完成在调节过程中的第一轮粗调和后续多轮细调，是整个快速频率过程中的中心枢纽和指挥中心；工业级以太网交换机用于接入光纤环网，而光纤以太网在每个光伏站是原本就存在的一套可靠性极高的通信网络，是整个快速频率过程中的神经系统；idm500s功率分配子机用于接收主机的指令，采用化整为零的方式对主机指令进行2级分配，只对所属的逆变器进行调节和控制，是整个快速频率过程中的分区枢纽和分区指挥中心；本发明通过对每个光伏逆变器的实时调节和控制，最终实现快速频率功能，依据现场测试，本发明大概在50ms就可以完成快速频率的测频及触发，频率精度0.001hz，能很好的满足西北电网新能源场站快速频率响应接入以及规范新能源场站快速频率响应入网。

技术特征：

1.一种光伏电站快速频率响应功能改造的方法，所述光伏电站包括其站内的许继管理机agc以及光伏发电区的逆变器，所述许继管理机agc通过通信链路对逆变器进行控制和调节；所述改造为对光伏电站的速频率响应功能进行改造以使其接入电网后维持电网频率的稳定性，其特征在于，所述方法为通过设置快速频率响应系统控制光伏区逆变器，所述快速频率响应系统包括idm-500快速频率响应控制主机、具有调频功能的idm500s功率分配子机，所述idm500s功率分配子机分配加装在厂区通讯管理机与逆变器中间运行；其中，当调频发生动作时，由idm-500快速频率响应控制主机经过计算分别给某目标idm500s功率分配子机下发命令，用以控制所对应的逆变器限制或者抬升符合出力，并在原有的基础上将厂区agc反向闭锁，完成调节动作之后继续交还agc控制执行。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述快速频率响应系统还包括以太网交换机，其中，所述idm-500快速频率响应控制主机、以太网交换机依次信号连接，所述以太网交换机对接光纤环网，所述光纤环网、idm500s功率分配子机、逆变器依次信号连接。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述快速频率响应系统还包括快速频率测频及录波装置，该快速频率测频及录波装置与idm-500快速频率响应控制主机信号连接，至少用于监测电网频率、判断电网频率是否达到调频范围、对快速频率响应动作事件及数据录波记录进行统计、分析、模拟测试。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述idm500s功率分配子机采用两进一出的使用方法，其中，com1口与com2口分别对应逆变器小室的1号逆变器与2号逆变器，用来接收逆变器所需上传的数据，并通过com3口将逆变器数据上传给agc；当调频发生动作时，所述idm-500快速频率响应控制主机通过idm500m功率分配主机连接环网交换机并由光纤环网给idm500s功率分配子机eth1口直接下发调节指令，反向闭锁agc使其在快速频率动作期间无法调节逆变器功率。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述数据包括逆变器的出力、无功、电流、电压。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述idm-500快速频率响应控制主机配置交流信号采集模块、开关量采集模块、通信传输模块、主cpu逻辑运算模块、人机交互模块、对时模块、快速频率响应装置模拟测试模块以及快速频率响应动作录波模块，其中各模块之间的结构关系为内部耦合模式，各模块与idm500s功率分配子机、许继管理机agc以及逆变器的结构关系为由idm-500快速频率响应控制主机配置进行下发控制的关系；其中，各模块具体功能为：

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述idm-500快速频率响应控制主机安装在原继保室内。

技术总结
本发明公开了一种光伏电站快速频率响应功能改造的方法，光伏电站包括其站内的许继管理机AGC以及光伏发电区的逆变器，许继管理机AGC通过通信链路对逆变器进行控制和调节；本发明通过快速频率响应系统的IDM500S功率分配子机分配加装在厂区通讯管理机与逆变器中间运行；当调频发生动作时，由IDM‑500快速频率响应控制主机经过计算分别给某目标IDM500S功率分配子机下发命令，用以控制所对应的逆变器限制或者抬升符合出力，并在原有的基础上将厂区AGC反向闭锁，完成调节动作之后继续交还AGC控制执行。本发明能很好的满足电网新能源场站快速频率响应接入以及规范新能源场站快速频率响应入网。

技术研发人员：许国泽,李海波,刘广林,胡万浩,孟科润,王坚
受保护的技术使用者：华能金昌光伏发电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12