【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具體是涉及一種基于變速抽水蓄能的水風(fēng)光蓄無功控制方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、新型電力系統(tǒng)中風(fēng)光新能源占比的逐步提升，使電力系統(tǒng)變?yōu)殡娏﹄娮酉到y(tǒng)，帶來電網(wǎng)形態(tài)功能的深刻變化，具體表現(xiàn)就是“雙高”特性，即：高比例新能源、高比例電力電子裝備。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)電源以常規(guī)火電、水電為主，發(fā)電出力連續(xù)可控；新能源發(fā)電受氣候變化和天氣條件影響大，具有隨機性、波動性、間歇性的特點，發(fā)電出力弱可控和高度不確定；高比例新能源將使電網(wǎng)運行特性由連續(xù)可控電源變?yōu)槿蹩煽睾蛷姴淮_定性電源。因此，風(fēng)光新能源占比逐步提升后，其固有的非連續(xù)、瞬時波動特性以及電力電子特性，將會嚴重影響電網(wǎng)的實時功率平衡，造成電網(wǎng)電壓和頻率發(fā)生波動，直接影響電網(wǎng)穩(wěn)定性。
2、由于風(fēng)力和光伏等可再生能源具有隨機性、波動性、間歇性等特點，大規(guī)模可再生能源接入電網(wǎng)后對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量造成很大的影響；對電力電量實時平衡帶來嚴峻挑戰(zhàn)。此外，這種隨機波動也會給電網(wǎng)調(diào)度帶來諸多不確定性，增大了系統(tǒng)的安全運行風(fēng)險，嚴重限制了電網(wǎng)的接納能力，造成棄光問題嚴重。
3、為促進風(fēng)電、光伏等間歇性能源的并網(wǎng)消納，降低新能源并網(wǎng)對電網(wǎng)的沖擊，國內(nèi)外學(xué)者根據(jù)風(fēng)光等新能源發(fā)電功率特性，提出利用抽水蓄能與風(fēng)光進行多能互補，實現(xiàn)打捆并網(wǎng)運行。
4、抽水蓄能機組啟停靈活，并具有一定的調(diào)節(jié)庫容，變速恒頻抽水蓄能機組較定速恒頻抽水蓄能機組響應(yīng)速度更快，具備±20％額定功率毫秒級調(diào)節(jié)特性，從而進一步提升了機組的靈活調(diào)節(jié)能力。目前，對于水光互補技術(shù)的研究
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、專利技術(shù)目的：針對以上缺點，本專利技術(shù)提供一種提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，提升送出的電能質(zhì)量的基于變速抽水蓄能的水風(fēng)光蓄無功控制方法及系統(tǒng)。
2、技術(shù)方案：為解決上述問題，本專利技術(shù)采用一種基于變速抽水蓄能的水風(fēng)光蓄無功控制方法，當(dāng)并網(wǎng)點電壓波動時，計算匯集母線無功調(diào)節(jié)系數(shù)，根據(jù)匯集母線無功調(diào)節(jié)系數(shù)計算匯集母線所需系統(tǒng)無功，根據(jù)所需系統(tǒng)無功對發(fā)電設(shè)備根據(jù)不同時期分配策略的供能優(yōu)先級進行實時無功功率協(xié)調(diào)分配控制，滿足所需系統(tǒng)無功，所述發(fā)電設(shè)備包括常規(guī)水電機組、變速抽蓄機組、光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器及靜止無功發(fā)生器svg。
3、進一步的，所述計算匯集母線無功調(diào)節(jié)系數(shù)具體包括：獲取日前匯集母線的歷史無功曲線和歷史電壓曲線每分鐘的測量值中，與當(dāng)前時刻對應(yīng)小時內(nèi)的日前匯集母線的無功和電壓每分鐘的測量值，計算日前匯集母線每分鐘的電壓變化與無功變化的絕對比值，取絕對比值的累計平均值作為匯集母線無功調(diào)節(jié)系數(shù)。
4、進一步的，所述不同時期分配策略包括豐水期的分配策略、平水期的分配策略和枯水期的分配策略。
5、進一步的，所述豐水期的分配策略為將變速抽蓄機組作為主要無功調(diào)節(jié)電源，靜止無功發(fā)生器svg作為次要無功調(diào)節(jié)電源，光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器、常規(guī)水電機組作為備用無功調(diào)節(jié)電源；
6、當(dāng)變速抽蓄機組能提供所需系統(tǒng)無功，根據(jù)變速抽蓄機組的無功調(diào)節(jié)裕量，成比例分配各變速抽蓄機組的無功功率；
7、
8、其中，qpsseti表示第i臺變速抽蓄機組提供的無功功率；qpshi表示第i臺變速抽蓄機組的無功可調(diào)容量的上限，qpsli表示第i臺變速抽蓄機組的無功可調(diào)容量的下限，nps表示變速抽蓄機組的數(shù)量；
9、當(dāng)變速抽蓄機組不能提供所需系統(tǒng)無功，增加靜止無功發(fā)生器svg進行無功調(diào)整，且增加靜止無功發(fā)生器svg后滿足提供所需系統(tǒng)無功，根據(jù)靜止無功發(fā)生器svg的無功調(diào)節(jié)裕量，成比例分配各靜止無功發(fā)生器svg的無功功率；
10、
11、其中，qsvgsetj表示第j臺處于并網(wǎng)運行的風(fēng)電場或光伏站的靜止無功發(fā)生器svg提供的無功功率；qsvghj表示第j臺處于并網(wǎng)運行的風(fēng)電場或光伏站的靜止無功發(fā)生器svg的無功可調(diào)容量的上限，qsvglj表示第j臺處于并網(wǎng)運行的風(fēng)電場或光伏站的靜止無功發(fā)生器svg的無功可調(diào)容量的下限，nsvg表示變速抽蓄機組的數(shù)量；
12、當(dāng)變速抽蓄機組和靜止無功發(fā)生器svg不能提供所需系統(tǒng)無功，增加光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器、常規(guī)水電機組進行無功調(diào)整，根據(jù)光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器、常規(guī)水電機組的無功調(diào)節(jié)裕量，成比例分配光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器、常規(guī)水電機組的無功功率；
13、
14、其中，δq1表示水風(fēng)光的無功功率分配值，q1sum表示水風(fēng)光的無功調(diào)節(jié)裕量之和，qhydsetm表示第m臺常規(guī)水電機組提供的無功功率；qpvsetn表示第n臺處于并網(wǎng)運行的光伏電站逆變器提供的無功功率；qwndsetk表示第k臺處于并網(wǎng)運行的風(fēng)電場變流器提供的無功功率；qhydhm和qhydlm分別表示第m臺常規(guī)水電機組的無功可調(diào)容量的上限和下限；qpvhn和qpvln分別表示第n臺處于并網(wǎng)運行的光伏電站逆變器的無功可調(diào)容量的上限和下限；qwndhk和qwndlk分別表示第k臺處于并網(wǎng)運行的風(fēng)電場變流器的無功可調(diào)容量的上限和下限；hhyd表示常規(guī)水電機組的數(shù)量，npv表示光伏電站逆變器的數(shù)量，nwnd表示風(fēng)電場變流器的數(shù)量。
15、進一步的，所述平水期的分配策略為將常規(guī)水電機組作為主要無功調(diào)節(jié)電源，變速抽蓄機組和靜止無功發(fā)生器svg作為次要無功調(diào)節(jié)電源，光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器作為備用無功調(diào)節(jié)電源；
16、當(dāng)常規(guī)水電機組能提供所需系統(tǒng)無功，根據(jù)變速抽蓄機組的無功調(diào)節(jié)裕量，成比例分配各變速抽蓄機組的無功功率；
17、當(dāng)常規(guī)水電機組不能提供所需系統(tǒng)無功，增加變速抽蓄機組和靜止無功發(fā)生器svg進行無功調(diào)整，且增加變速抽蓄機組和靜止無功發(fā)生器svg后滿足提供所需系統(tǒng)無功，根據(jù)變速抽蓄機組和靜止無功發(fā)生器svg的無功調(diào)節(jié)裕量，成比例分配變速抽蓄機組和靜止無功發(fā)生器svg的無功功率；
18、當(dāng)常規(guī)水電機組、變速抽蓄機組和靜止無功發(fā)生器svg不能提供所需系統(tǒng)無功，增加光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器進行無功調(diào)整，根據(jù)光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器的無功調(diào)節(jié)裕量，成比例分配光伏電站逆變器和風(fēng)電場變流器無功功率。
19、進一步的，所述枯水期的分配策略為將常規(guī)水電機組和變速抽蓄機組作為主要無功調(diào)節(jié)電源，靜止無功發(fā)生器svg作為次要無功調(diào)節(jié)電源，光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器作為備用無功調(diào)節(jié)電源；
20、當(dāng)常規(guī)水電機組和變速抽蓄機組能提供所需系統(tǒng)無功，根據(jù)常規(guī)水電機組和變速抽蓄機組的無功調(diào)節(jié)裕量，成比例分配常規(guī)水電機組和變速抽蓄機組的無功功率；
21、當(dāng)常規(guī)水電機組和變速抽蓄機組不能提供所需系統(tǒng)無功，增加靜止無功發(fā)生器svg進行無功調(diào)整，且增加靜止無功發(fā)生器svg后滿足提供所需系統(tǒng)無功，根據(jù)靜止無功發(fā)生器svg的無功調(diào)節(jié)裕量，成比例分配各靜止無功發(fā)生器svg的無功功率本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種基于變速抽水蓄能的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，當(dāng)并網(wǎng)點電壓波動時，計算匯集母線無功調(diào)節(jié)系數(shù)，根據(jù)匯集母線無功調(diào)節(jié)系數(shù)計算匯集母線所需系統(tǒng)無功，根據(jù)所需系統(tǒng)無功對發(fā)電設(shè)備根據(jù)不同時期分配策略的供能優(yōu)先級進行實時無功功率協(xié)調(diào)分配控制，滿足所需系統(tǒng)無功，所述發(fā)電設(shè)備包括常規(guī)水電機組、變速抽蓄機組、光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器及靜止無功發(fā)生器SVG。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，所述計算匯集母線無功調(diào)節(jié)系數(shù)具體包括：獲取日前匯集母線的歷史無功曲線和歷史電壓曲線每分鐘的測量值中，與當(dāng)前時刻對應(yīng)小時內(nèi)的日前匯集母線的無功和電壓每分鐘的測量值，計算日前匯集母線每分鐘的電壓變化與無功變化的絕對比值，取絕對比值的累計平均值作為匯集母線無功調(diào)節(jié)系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，所述不同時期分配策略包括豐水期的分配策略、平水期的分配策略和枯水期的分配策略。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，所述豐水期的分配策略為將變速抽蓄機組作為主要無功調(diào)節(jié)電源，靜止無功發(fā)生器SVG
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，所述平水期的分配策略為將常規(guī)水電機組作為主要無功調(diào)節(jié)電源，變速抽蓄機組和靜止無功發(fā)生器SVG作為次要無功調(diào)節(jié)電源，光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器作為備用無功調(diào)節(jié)電源；
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，所述枯水期的分配策略為將常規(guī)水電機組和變速抽蓄機組作為主要無功調(diào)節(jié)電源，靜止無功發(fā)生器SVG作為次要無功調(diào)節(jié)電源，光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器作為備用無功調(diào)節(jié)電源；
7.根據(jù)權(quán)利要求4～6任意一項所述的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，所述變速抽蓄機組包括發(fā)電調(diào)相和抽水調(diào)相；變速抽蓄機組進行無功調(diào)節(jié)時保持所有變速抽蓄機組運行的水流方向一致；
8.一種基于變速抽水蓄能的水風(fēng)光蓄無功控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水風(fēng)光蓄無功控制系統(tǒng)，其特征在于，所述計算匯集母線無功調(diào)節(jié)系數(shù)具體包括：獲取日前匯集母線的歷史無功曲線和歷史電壓曲線每分鐘的測量值中，與當(dāng)前時刻對應(yīng)小時內(nèi)的日前匯集母線的無功和電壓每分鐘的測量值，計算日前匯集母線每分鐘的電壓變化與無功變化的絕對比值，取絕對比值的累計平均值作為匯集母線無功調(diào)節(jié)系數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水風(fēng)光蓄無功控制系統(tǒng)，其特征在于，所述不同時期分配策略包括豐水期的分配策略、平水期的分配策略和枯水期的分配策略。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，所述豐水期的分配策略為將變速抽蓄機組作為主要無功調(diào)節(jié)電源，靜止無功發(fā)生器SVG作為次要無功調(diào)節(jié)電源，光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器、常規(guī)水電機組作為備用無功調(diào)節(jié)電源；
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水風(fēng)光蓄無功控制系統(tǒng)，其特征在于，所述平水期的分配策略為將常規(guī)水電機組作為主要無功調(diào)節(jié)電源，變速抽蓄機組和靜止無功發(fā)生器SVG作為次要無功調(diào)節(jié)電源，光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器作為備用無功調(diào)節(jié)電源；
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水風(fēng)光蓄無功控制系統(tǒng)，其特征在于，所述枯水期的分配策略為將常規(guī)水電機組和變速抽蓄機組作為主要無功調(diào)節(jié)電源，靜止無功發(fā)生器SVG作為次要無功調(diào)節(jié)電源，光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器作為備用無功調(diào)節(jié)電源；
14.根據(jù)權(quán)利要求10～13任意一項所述的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，所述變速抽蓄機組包括發(fā)電調(diào)相和抽水調(diào)相；變速抽蓄機組進行無功調(diào)節(jié)時保持所有變速抽蓄機組運行的水流方向一致；
15.一種計算機設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項所述方法的步驟。
16.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于變速抽水蓄能的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，當(dāng)并網(wǎng)點電壓波動時，計算匯集母線無功調(diào)節(jié)系數(shù)，根據(jù)匯集母線無功調(diào)節(jié)系數(shù)計算匯集母線所需系統(tǒng)無功，根據(jù)所需系統(tǒng)無功對發(fā)電設(shè)備根據(jù)不同時期分配策略的供能優(yōu)先級進行實時無功功率協(xié)調(diào)分配控制，滿足所需系統(tǒng)無功，所述發(fā)電設(shè)備包括常規(guī)水電機組、變速抽蓄機組、光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器及靜止無功發(fā)生器svg。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，所述計算匯集母線無功調(diào)節(jié)系數(shù)具體包括：獲取日前匯集母線的歷史無功曲線和歷史電壓曲線每分鐘的測量值中，與當(dāng)前時刻對應(yīng)小時內(nèi)的日前匯集母線的無功和電壓每分鐘的測量值，計算日前匯集母線每分鐘的電壓變化與無功變化的絕對比值，取絕對比值的累計平均值作為匯集母線無功調(diào)節(jié)系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，所述不同時期分配策略包括豐水期的分配策略、平水期的分配策略和枯水期的分配策略。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，所述豐水期的分配策略為將變速抽蓄機組作為主要無功調(diào)節(jié)電源，靜止無功發(fā)生器svg作為次要無功調(diào)節(jié)電源，光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器、常規(guī)水電機組作為備用無功調(diào)節(jié)電源；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，所述平水期的分配策略為將常規(guī)水電機組作為主要無功調(diào)節(jié)電源，變速抽蓄機組和靜止無功發(fā)生器svg作為次要無功調(diào)節(jié)電源，光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器作為備用無功調(diào)節(jié)電源；
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，所述枯水期的分配策略為將常規(guī)水電機組和變速抽蓄機組作為主要無功調(diào)節(jié)電源，靜止無功發(fā)生器svg作為次要無功調(diào)節(jié)電源，光伏電站逆變器、風(fēng)電場變流器作為備用無功調(diào)節(jié)電源；
7.根據(jù)權(quán)利要求4～6任意一項所述的水風(fēng)光蓄無功控制方法，其特征在于，所述變速抽蓄機組包括發(fā)電調(diào)相和抽水調(diào)相；變速抽蓄機組進行無功調(diào)節(jié)時保持所有變速抽蓄機組運行的水流方向一致；
8.一種基于變速抽水蓄能的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：單鵬珠，閻應(yīng)飛，喻洋洋，陳鵬，史華勃，陳剛，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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