【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力電網，尤其涉及一種分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法及裝置。
技術介紹
1、隨著全球能源結構的轉型，分布式新能源(如太陽能光伏和風力發電)在電力系統中的比重不斷增加。分布式新能源具有間歇性和不確定性，給傳統電網的穩定運行帶來了新的挑戰。特別是電網頻率的維持變得愈發復雜，頻率是衡量電力系統穩定性和供電質量的關鍵指標之一。電網頻率的變化不僅影響電力系統的安全運行，還可能對終端用戶造成不利影響，如電器設備的損壞或使用壽命縮短。
2、傳統的電力系統主要依賴于大型火力發電廠提供的旋轉備用容量來維持頻率穩定，這些發電廠通過調節汽輪機的轉速來調整輸出功率，從而快速響應電網頻率的變化。然而，隨著分布式新能源的大量接入，高比例新能源的新型電網的頻率調節變得更加困難。一方面，新能源發電的波動性和不可預測性增加了電網頻率的波動；另一方面，由于分布式電源缺乏傳統同步發電機所具有的慣量支持，使得電網在面對負荷突變或發電中斷時難以迅速恢復到標稱頻率。
3、隨著可再生能源占比的不斷提高，電力系統的慣量水平逐漸降低，這使得電網對擾動的響應速度變慢，恢復時間延長，影響電力系統的整體穩定性。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法及裝置，能夠通過分布式新能源集群的有功功率的協同控制，實現電網的頻率慣量支持，提高電網的頻率穩定性。
2、第一方面，本專利技術提供了一種分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，該方法包括：獲取電網
3、在一種可能的實現方式中，基于各監測點的電網運行數據，確定各監測點的頻率偏差和頻率變化率，包括：對于任一監測點，基于當前時刻的電網頻率和電網標準頻率，計算該監測點的頻率偏差；基于當前時刻的電網頻率和當前時刻的前一時刻的的電網頻率，計算該監測點的頻率變化率。
4、在一種可能的實現方式中，基于各監測點的頻率偏差和頻率變化率，確定有功功率調整量，包括：基于每個監測點的電網容量，確定每個監測點的pid控制參數；基于每個監測點的pid控制參數，以及每個監測點的頻率偏差和頻率變化率，計算每個監測點的有功功率調整量。
5、在一種可能的實現方式中，分布式新能源集群的實時運行數據包括各光伏單元和各風電單元的輸出有功功率和實時發電功率、各儲能單元的荷電狀態；基于分布式新能源集群的實時運行數據，對分布式新能源進行分組，確定各功能組，包括：基于各光伏單元和各風電單元的輸出有功功率和實時發電功率，確定各光伏單元和各風電單元的發電輸出比；基于各光伏單元和各風電單元的發電輸出比，確定各光伏單元和各風電單元的功能組別；基于各儲能單元的荷電狀態，以及各儲能單元的裝機容量，確定各儲能單元的功能組別；基于各光伏單元和各風電單元的功能組別，以及各儲能單元的功能組別，確定各功能組。
6、在一種可能的實現方式中，基于有功功率調整量和各功能組，確定各功能組的協同控制方案，包括：基于各功能組的位置信息，對各功能組進行劃分，確定多個區域功能集群，每個區域功能集群包括一個快速響應組、一個持續支持組和一個備用組；基于多個區域功能集群的位置信息，以及各監測點的位置信息，確定各區域功能集群與各監測點的相對位置關系；基于每個監測點的有功功率調整量，以及各區域功能集群與各監測點的相對位置關系，確定各區域功能集群的有功功率調整量；基于各區域功能集群的有功功率調整量，以及每個區域功能集群中光伏單元、風電單元和儲能單元的調整容量，確定各區域功能集群中每個單元的有功功率調整量；基于各功能組中每個單元的組別，確定每個單元的調整時間；基于各區域功能集群中每個單元的有功功率調整量和調整時間，確定各功能組的協同控制方案。
7、在一種可能的實現方式中，基于協同控制方案，對分布式新能源集群進行功率調節，實現頻率慣量支持，包括：基于協同控制方案中每個單元的有功功率調整量，以及每個單元的實時功率因數，計算每個單元的無功功率調整量；基于每個單元的有功功率調整量、無功功率調整量和調整時間，生成每個單元的協同控制指令；向分布式新能源集群中每個單元發送協同控制指令。
8、在一種可能的實現方式中，基于協同控制方案，對分布式新能源集群進行功率調節，實現頻率慣量支持，包括：監測分布式新能源集群中各光伏單元和各風電單元的發電輸出比、各儲能單元的荷電狀態；基于各光伏單元和各風電單元的發電輸出比、各儲能單元的荷電狀態，確定分布式新能源集群中每個單元的調節能力；基于每個單元的協同控制指令，以及每個單元的調節能力，進行校核，確定每個單元的實時調節情況；實時調節情況用于表征當前單元是否具備執行協同控制指令的能力；基于每個單元的實時調節情況，更新各功能組的協同控制方案。
9、在一種可能的實現方式中，基于協同控制方案，對分布式新能源集群進行功率調節，實現頻率慣量支持之后，還包括：獲取當前時刻的電網運行數據和分布式新能源集群的實時運行數據，當前時刻之前設定時段的電網運行數據和分布式新能源集群的實時運行數據，以及當前時刻之后未來時段的天氣數據和日期類型；基于當前時刻的電網運行數據和分布式新能源集群的實時運行數據，當前時刻之前設定時段的電網運行數據和分布式新能源集群的實時運行數據，以及當前時刻之后未來時段的天氣數據和日期類型，進行特征提取，確定頻率預測特征；基于頻率預測特征，以及預設頻率預測模型，確定未來時段各時刻的電網預測頻率；基于未來時段各時刻的電網預測頻率，確定未來時段各時刻的有功功率調整量；基于未來時段各時刻的有功功率調整量，確定分布式新能源集群的協同儲能方案；協同儲能方案包括各光伏單元和各風電單元的有功輸出功率和各儲能單元的充放電功率；基于協同儲能方案，對分布式新能源集群各單元進行協同控制，實現協同儲能。
10、在一種可能的實現方式中，基于頻率預測特征，以及預設頻率預測模型，確定未來時段各時刻的電網預測頻率之前，還包括：獲取歷史時期內的電網運行數據和分布式新能源集群的運行數據，以及歷史時期內的天氣數據和日期類型；對歷史時期內的電網運行數據和分布式新能源集群的運行數據，以及歷史時期內的天氣數據和日期類型，進行時間窗口劃分，確定多個樣本數據；其中，每個樣本數據包括第一時刻的電網運行數據和分布式新能源集群的運行數據，第一時刻之前設定時段的電網運行數據和分布式新能源集群的運行數據，以及第一時刻之后未來時段的天氣數據和日期類型；第一時刻為歷史時期內的任一時刻；對多個樣本數據進行特征提取，得到第一時本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，所述基于各監測點的電網運行數據，確定各監測點的頻率偏差和頻率變化率，包括：
3.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，所述基于所述各監測點的頻率偏差和頻率變化率，確定有功功率調整量，包括：
4.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，所述分布式新能源集群的實時運行數據包括各光伏單元和各風電單元的輸出有功功率和實時發電功率、各儲能單元的荷電狀態；
5.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，所述基于所述有功功率調整量和各功能組，確定各功能組的協同控制方案，包括：
6.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，所述基于所述協同控制方案，對分布式新能源集群進行功率調節，實現頻率慣量支持，包括：
7.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同
8.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，所述基于所述協同控制方案，對分布式新能源集群進行功率調節，實現頻率慣量支持之后，還包括：
9.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，所述基于所述頻率預測特征，以及預設頻率預測模型，確定未來時段各時刻的電網預測頻率之前，還包括：
10.一種分布式新能源集群的頻率慣量協同控制裝置，其特征在于，包括：
11.根據權利要求10所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制裝置，其特征在于，所述處理模塊，具體用于對于任一監測點，基于當前時刻的電網頻率和電網標準頻率，計算該監測點的頻率偏差；基于當前時刻的電網頻率和當前時刻的前一時刻的的電網頻率，計算該監測點的頻率變化率。
12.根據權利要求10所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制裝置，其特征在于，所述處理模塊，具體用于基于每個監測點的電網容量，確定每個監測點的PID控制參數；基于每個監測點的PID控制參數，以及每個監測點的頻率偏差和頻率變化率，計算每個監測點的有功功率調整量。
13.根據權利要求10所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制裝置，其特征在于，所述處理模塊，具體用于基于各光伏單元和各風電單元的輸出有功功率和實時發電功率，確定各光伏單元和各風電單元的發電輸出比；基于各光伏單元和各風電單元的發電輸出比，確定各光伏單元和各風電單元的功能組別；基于各儲能單元的荷電狀態，以及各儲能單元的裝機容量，確定各儲能單元的功能組別；基于各光伏單元和各風電單元的功能組別，以及各儲能單元的功能組別，確定各功能組。
14.根據權利要求10所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制裝置，其特征在于，所述處理模塊，具體用于基于各功能組的位置信息，對各功能組進行劃分，確定多個區域功能集群，每個區域功能集群包括一個快速響應組、一個持續支持組和一個備用組；基于多個區域功能集群的位置信息，以及各監測點的位置信息，確定各區域功能集群與各監測點的相對位置關系；基于每個監測點的有功功率調整量，以及各區域功能集群與各監測點的相對位置關系，確定各區域功能集群的有功功率調整量；基于各區域功能集群的有功功率調整量，以及每個區域功能集群中光伏單元、風電單元和儲能單元的調整容量，確定各區域功能集群中每個單元的有功功率調整量；基于各功能組中每個單元的組別，確定每個單元的調整時間；基于各區域功能集群中每個單元的有功功率調整量和調整時間，確定所述各功能組的協同控制方案。
15.一種電子設備，其特征在于，所述電子設備包括存儲器和處理器，該存儲器存儲有計算機程序，所述處理器用于調用并運行所述存儲器中存儲的計算機程序執行如權利要求1至9中任一項所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，所述基于各監測點的電網運行數據，確定各監測點的頻率偏差和頻率變化率，包括：
3.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，所述基于所述各監測點的頻率偏差和頻率變化率，確定有功功率調整量，包括：
4.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，所述分布式新能源集群的實時運行數據包括各光伏單元和各風電單元的輸出有功功率和實時發電功率、各儲能單元的荷電狀態；
5.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，所述基于所述有功功率調整量和各功能組，確定各功能組的協同控制方案，包括：
6.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，所述基于所述協同控制方案，對分布式新能源集群進行功率調節，實現頻率慣量支持，包括：
7.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，所述基于所述協同控制方案，對分布式新能源集群進行功率調節，實現頻率慣量支持，包括：
8.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，所述基于所述協同控制方案，對分布式新能源集群進行功率調節，實現頻率慣量支持之后，還包括：
9.根據權利要求1所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制方法，其特征在于，所述基于所述頻率預測特征，以及預設頻率預測模型，確定未來時段各時刻的電網預測頻率之前，還包括：
10.一種分布式新能源集群的頻率慣量協同控制裝置，其特征在于，包括：
11.根據權利要求10所述的分布式新能源集群的頻率慣量協同控制裝置，其特征在于，所述處理模塊，具體用于對于任一監測點，基于當前時刻的電網頻率和電網標準頻率，計算該監測點的頻率偏差；基于當...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡雪凱，趙宇皓，楊少波，孟政吉，張達，賈靜然，王艷，
申請(專利權)人：國網河北省電力有限公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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