一種平抑間歇式能源出力隨機(jī)波動(dòng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及可再生能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)，具體涉及一種利用直流功率調(diào)制平抑間歇 式能源出力隨機(jī)波動(dòng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)新能源發(fā)電增長(zhǎng)迅猛，主要表現(xiàn)為大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電集中 開(kāi)發(fā)。由于風(fēng)電和光伏發(fā)電均受環(huán)境因素影響，出力具有隨機(jī)性和間歇性，會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造 成一定的影響。
[0003] 直流輸電系統(tǒng)能夠通過(guò)換流器觸發(fā)相位的控制實(shí)現(xiàn)快速和多種方式的調(diào)節(jié)。直流 系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力可用于提高整個(gè)交流系統(tǒng)的運(yùn)行性能，如果直流輸送的功率能隨著交 流系統(tǒng)狀態(tài)的變化而改變，則可以提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)阻尼能力和故障后的恢復(fù)能力。
[0004] 基于超/特高壓直流系統(tǒng)的快速控制的能力，讓直流系統(tǒng)快速響應(yīng)間歇式能源出 力的變化，改善系統(tǒng)運(yùn)行特性。目前沒(méi)有跟隨風(fēng)功率波動(dòng)相應(yīng)調(diào)整直流功率的功能，亟需一 種可以實(shí)現(xiàn)此功能的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種利用直流功率調(diào)制平抑間歇式能 源出力隨機(jī)波動(dòng)的方法，利用直流功率調(diào)制功能，將間歇式能源給電網(wǎng)送端造成的功率波 動(dòng)，通過(guò)直流系統(tǒng)傳導(dǎo)至受端，由送端和受端共同消納，有利于緩解大量間歇式能源接入給 電網(wǎng)帶來(lái)的影響，提高電網(wǎng)對(duì)間歇式能源的接納能力。
[0006] 本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 本發(fā)明提供一種平抑間歇式能源出力隨機(jī)波動(dòng)的方法，其改進(jìn)之處在于，所述方 法利用直流功率調(diào)制平抑間歇式能源出力隨機(jī)波動(dòng)，所述方法包括下述步驟：
[0008] (1)選擇直流功率調(diào)制策略；
[0009] (2)選取直流功率調(diào)制信號(hào)；
[0010] (3)集中調(diào)制間歇性能源集中并網(wǎng)時(shí)引起的功率波動(dòng)。
[0011] 進(jìn)一步地，所述步驟（1)直流功率調(diào)制策略根據(jù)間隙式能源出力變化而定，所述直 流功率調(diào)制策略包括：
[0012] ①針對(duì)間歇式能源出力短時(shí)變化采取的直流功率調(diào)制策略：當(dāng)間歇式能源出力變 化是短時(shí)的，包括由于陣風(fēng)引起的風(fēng)功率波動(dòng)和由于云層變化引起的光伏出力波動(dòng)，通過(guò) 直流功率調(diào)制平抑能源出力變化，穩(wěn)態(tài)后直流功率為額定值；
[0013] ②針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)和光伏發(fā)電大面積脫網(wǎng)的情況，采用直流功率緊急控制，通過(guò)直流 緊急功率控制緩解風(fēng)電場(chǎng)和光伏發(fā)電脫網(wǎng)帶來(lái)的功率缺額；風(fēng)電場(chǎng)和光伏發(fā)電大面積脫網(wǎng) 指的是脫網(wǎng)風(fēng)電或光伏機(jī)組容量達(dá)到其裝機(jī)容量的1/5以上。
[0014] 進(jìn)一步地，所述直流功率緊急控制包括功率提升或降低，在直流控制系統(tǒng)中，直流 功率給定值的變化改變直流電流控制器的電流給定值，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流輸送功率的控制；當(dāng)系 統(tǒng)送端中出現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)和光伏發(fā)電大面積脫網(wǎng)的情況時(shí)，出現(xiàn)大的功率缺額，直流功率緊急 控制降低送端外送電力，緩解送端功率缺額。
[0015] 進(jìn)一步地，所述步驟（2)選取直流功率調(diào)制信號(hào)包括：
[0016] 〈1>當(dāng)調(diào)制目的為跟蹤功率輸入的變化，并通過(guò)直流功率調(diào)制抑制相應(yīng)變化時(shí)，直 流功率調(diào)制信號(hào)選擇能夠反映輸入變化最靈敏的交流線路，包括交流線路的功率、頻率和 電壓波動(dòng)；
[0017] 〈2>當(dāng)調(diào)制目的為提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性時(shí)，直流調(diào)制信號(hào)選擇電力系統(tǒng)中電 壓或頻率波動(dòng)造成影響的節(jié)點(diǎn)所在的交流線路，包括交流線路的電壓和頻率波動(dòng)。
[0018] 進(jìn)一步地，所述步驟（3)集中調(diào)制間歇性能源集中并網(wǎng)時(shí)引起的功率波動(dòng)包括： 對(duì)于同時(shí)接入風(fēng)電場(chǎng)和光伏發(fā)電的節(jié)點(diǎn)，由于風(fēng)功率與光伏功率輸出均具有間歇性和隨機(jī) 性，直流功率調(diào)制不單獨(dú)跟隨風(fēng)功率變化或光伏功率變化，而針對(duì)風(fēng)功率和光功率綜合變 化而定；或根據(jù)風(fēng)功率和光功率預(yù)測(cè)結(jié)果，制定相適應(yīng)的直流功率調(diào)制策略。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是：
[0020] 本發(fā)明提供的利用直流功率調(diào)制平抑間歇式能源出力隨機(jī)波動(dòng)的方法，利用直流 功率調(diào)制功能，將間歇式能源給電網(wǎng)送端造成的功率波動(dòng)，通過(guò)直流系統(tǒng)傳導(dǎo)至受端，由送 端和受端共同消納，有利于緩解大量間歇式能源接入給電網(wǎng)帶來(lái)的影響，提高電網(wǎng)對(duì)間歇 式能源的接納能力。具體表現(xiàn)為：
[0021] 1.直流功率調(diào)制策略根據(jù)間隙式能源出力變化而定。對(duì)于短時(shí)可逆的出力變化， 如陣風(fēng)或云層短時(shí)遮擋，采用的功率調(diào)制函數(shù)僅具有短時(shí)改變直流輸電功率的特性，在穩(wěn) 態(tài)時(shí)恢復(fù)為初始值；對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間不可逆的出力變化，采用直流功率緊急調(diào)制，緩解送端功率 缺額，提高送端系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性及故障后系統(tǒng)的整體恢復(fù)水平。
[0022] 2.首次提出根據(jù)直流調(diào)制的目的，確定直流調(diào)制信號(hào)，更加充分地發(fā)揮直流調(diào)制 功能以達(dá)到預(yù)期的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1是本發(fā)明提供的利用直流功率調(diào)制平抑間歇式能源出力隨機(jī)波動(dòng)的方法的 流程圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明提供的酒泉風(fēng)電陣風(fēng)波動(dòng)后風(fēng)速變化曲線圖；
[0025] 圖3是本發(fā)明提供的酒泉風(fēng)電陣風(fēng)波動(dòng)后風(fēng)功率變化曲線圖；
[0026] 圖4是本發(fā)明提供的酒泉風(fēng)電陣風(fēng)波動(dòng)采用酒泉-長(zhǎng)沙直流調(diào)制后直流功率曲線 圖；
[0027] 圖5是本發(fā)明提供的酒泉風(fēng)電陣風(fēng)波動(dòng)后采用及不采用調(diào)制措施時(shí)酒泉站母線 電壓曲線圖；
[0028] 圖6是本發(fā)明提供的酒泉風(fēng)電陣風(fēng)波動(dòng)后采用及不采用調(diào)制措施時(shí)酒泉站母線 頻率偏差曲線圖；
[0029] 圖7是本發(fā)明提供的甘肅風(fēng)電和光伏同時(shí)速降到0后系統(tǒng)頻率偏差曲線圖；
[0030] 圖8是本發(fā)明提供的甘肅風(fēng)電和光伏同時(shí)速降到0后交流通道上的節(jié)點(diǎn)電壓曲線 圖；
[0031] 圖9是本發(fā)明提供的直流調(diào)制傳遞函數(shù)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0033]本發(fā)明提供一種利用直流功率調(diào)制平抑間歇式能源出力隨機(jī)波動(dòng)的方法，其流程 圖如圖1所示，主要包括以下幾方面內(nèi)容：
[0034] (1)直流功率調(diào)制策略的選擇：
[0035]直流功率調(diào)制根據(jù)間歇式能源出力波動(dòng)情況，分別選取不同的調(diào)制方式。當(dāng)間歇 式能源出力變化是短時(shí)的，如由于陣風(fēng)引起的風(fēng)功率波動(dòng)、由于云層變化引起的光伏出力 波動(dòng)，可以通過(guò)直流功率調(diào)制來(lái)平抑出力變化，穩(wěn)態(tài)后直流功率仍為額定值。
[0036] 當(dāng)間歇式能源出力變化不是短時(shí)的，如風(fēng)電、光伏發(fā)電大面積脫網(wǎng)的情況，可以通 過(guò)直流功率緊急控制來(lái)平抑出力變化，穩(wěn)態(tài)后直流功率為調(diào)整后的值。
[0037]①針對(duì)間歇式能源出力短時(shí)變化采取的直流功率調(diào)制策略：
[0038]直流功率調(diào)制策略主要針對(duì)陣風(fēng)、云層遮擋等間歇性質(zhì)，持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)的特點(diǎn)而 定，直流功率直流調(diào)制也是短期內(nèi)直流功率的變化，在穩(wěn)態(tài)時(shí)均保持額定功率，僅提供短時(shí) 功率支持，輔助系統(tǒng)維持暫態(tài)穩(wěn)定的能力。
[0039]②針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)、光伏發(fā)電大面積脫網(wǎng)的情況，采用直流功率緊急調(diào)制，通過(guò)直流緊 急功率控制來(lái)緩解風(fēng)電脫網(wǎng)帶來(lái)的功率缺額：
[0040]直流功率緊急控制包括功率提升或降低，在直流控制系統(tǒng)中，直流功率給定值的 變化將改變直流電流控制器的電流給定值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)直流輸送功率的控制。當(dāng)系統(tǒng)送端 中出現(xiàn)風(fēng)電、光伏發(fā)電大面積脫網(wǎng)的情況時(shí)，出現(xiàn)了較大的功率缺額，直流功率緊急控制可 快速降低送端外送電力，緩解送端功率缺額，提高送端系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性及故障后系統(tǒng)的 整體恢復(fù)水平。
[0041] (2)直流調(diào)制信號(hào)選擇：
[0042]直流功率調(diào)制信號(hào)選取與調(diào)制的目的有關(guān)，根據(jù)不同的調(diào)制目的選取相適應(yīng)的調(diào) 制信號(hào)。
[0043] 〈1>當(dāng)調(diào)制目的為快速跟蹤功率輸入的變化，并通過(guò)調(diào)制抑制相應(yīng)變化時(shí)，直流調(diào) 制反應(yīng)信號(hào)選擇能夠反映輸入變化最靈敏的交流線路，通過(guò)跟蹤該交流線路功率、頻率或 電壓波動(dòng)，有利于充分發(fā)揮直流調(diào)制快速抑制輸入變化的特點(diǎn)，減小功率波動(dòng)對(duì)交流系統(tǒng) 的影響。
[0044] 〈2>當(dāng)調(diào)制目的為提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性時(shí)，直流調(diào)制信號(hào)選擇系統(tǒng)中電壓或頻率 波動(dòng)可能造成較大影響的節(jié)點(diǎn)所在的交流線路。如根據(jù)系統(tǒng)中電壓或頻率波動(dòng)大小，選擇 交流通道上電壓變化較大或容易造成電壓越界的節(jié)點(diǎn)或接有大量光伏的節(jié)點(diǎn)。總之，選擇 系統(tǒng)中對(duì)電壓和頻率敏感的節(jié)點(diǎn)所在的交流線路。
[0045] (