一種基于飛輪儲能的新能源場站一次調頻及無功補償控制方法技術

本發明專利技術專利公開了一種基于飛輪儲能的新能源場站一次調頻及無功補償控制方法，包括飛輪儲能系統、飛輪儲能控制裝置和新增的通訊連接裝置，所述飛輪儲能系統和所述飛輪儲能控制裝置之間通過新增的通訊連接裝置進行通訊，新增的通訊連接裝置同時與新能源場站的集控系統相連接。所述飛輪儲能系統既承擔新能源場站的一次調頻任務，同時也對新能源場站進行無功補償，所述飛輪儲能系統根據承擔一次調頻任務的需要確定其實時的有功功率P，同時所述飛輪儲能系統根據承擔無功補償任務的需要確定其實時的無功功率Q，采用變功率因數cos

【技術實現步驟摘要】
一種基于飛輪儲能的新能源場站一次調頻及無功補償控制方法


[0001]本專利技術專利涉及飛輪儲能
，具體的說，涉及一種同時滿足新能源場站一次調頻及無功補償需求的飛輪儲能變功率因數控制方法。

技術介紹

[0002]飛輪儲能是一種機械儲能裝置，能將電能轉換成飛輪轉子旋轉的動能。一次調頻功能是并網運行發電機組在電網頻率發生波動時及時自發參與電網穩定調節的功能，新能源場站通過保留有功備用或配置儲能設備，并利用相應的有功控制系統或加裝獨立控制裝置來實現一次調頻功能。新能源場站如果單獨參與一次調頻必須留有備用容量，浪費了一部分發電能力。飛輪儲能系統在響應時間等技術參數方面優于傳統火電機組，系統短時頻率特性與穩態頻率有明顯優勢，無頻率二次跌落風險，后續運行中飛輪儲能可減少新能源場站預留備用容量導致的棄風，且飛輪儲能系統具備無功補償能力，能解決新能源場站并網點電壓波動過大的問題。
[0003]有鑒于此，特提出本專利技術專利。

技術實現思路

[0004]本專利技術專利提供一種基于飛輪儲能的新能源場站一次調頻及無功補償控制方法，通過變功率因數控制同時滿足新能源場站一次調頻和無功補償的需求。
[0005]為了實現上述目的，本專利技術專利提供了以下技術方案：一種基于飛輪儲能的新能源場站一次調頻及無功補償控制方法，包括：新能源場站；新能源場站集控系統；飛輪儲能系統；飛輪儲能控制裝置；新增的通訊連接裝置；可選的，所述飛輪儲能控制裝置和所述飛輪儲能系統通過所述新增的通訊連接裝置進行通訊；可選的，所述新增的通訊連接裝置與所述新能源場站集控系統之間進行通訊；可選的，所述飛輪儲能控制裝置控制所述飛輪儲能系統承擔所述新能源場站的一次調頻及無功補償任務。
[0006]通過采用上述技術方案，使得本專利技術專利具有以下有益效果：本申請的基于飛輪儲能的新能源場站一次調頻及無功補償控制方法，采用飛輪儲能裝置同時進行一次調頻和無功補償，飛輪儲能系統對飛輪儲能控制裝置的響應時間為毫秒級，控制精度高，對于改善高比例可再生能源的接入導致的電網一次調頻能力下降及系統頻率動態特性的惡化具有重要作用，同時飛輪儲能系統通過無功補償還能改善新能源場
站并網點的電壓波動情況。
[0007]下面結合附圖對本專利技術專利的具體實施方式作進一步詳細的描述。
附圖說明
[0008]附圖作為本申請的一部分，用來提供對本專利技術專利的進一步的理解，本專利技術專利的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術專利，但不構成對本專利技術專利的不當限定。顯然，下面描述中的附圖僅僅是一些實施例，對于本領域普通技術人員來說，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。在附圖中：圖1是本專利技術專利提供的基于飛輪儲能的新能源場站一次調頻及無功補償控制系統組成示意圖；圖2是本專利技術專利提供的飛輪儲能系統同時滿足一次調頻及無功補償需求的變功率因數控制框圖；圖3是本專利技術專利提供的飛輪儲能系統無功補償出力需求Q1與所述新能源場站實時有功功率P
∑
及所述飛輪儲能系統的實時有功功率P
fw
的總和Pt的插值曲線。
[0009]圖4是本專利技術專利提供的飛輪儲能系統一次調頻出力與電網頻率變化量的關系曲線。
[0010]圖5是本專利技術專利提供的飛輪儲能系統考慮新能源場站并網點電壓的無功出力修正項與電網電壓的關系曲線。
[0011]圖中，并網點頻率電壓信號1、飛輪儲能控制裝置2、飛輪儲能系統3、新增通訊連接4、風機5、光伏組件6、原有通訊連接7、新能源場站集控系統8、有功計劃9。
[0012]需要說明的是，這些附圖和文字描述并不旨在以任何方式限制本專利技術專利的構思范圍，而是通過參考特定實施例為本領域技術人員說明本專利技術專利的概念。
具體實施方式
[0013]為使本專利技術專利實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術專利實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，以下實施例用于說明本專利技術專利，但不用來限制本專利技術專利的范圍。
[0014]在本專利技術專利的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本專利技術專利和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或組件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本專利技術專利的限制。
[0015]在本專利技術專利的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本專利技術專利中的具體含義。
[0016]參見圖1至圖5所示，本申請實施例提供一種基于飛輪儲能的新能源場站一次調頻及無功補償控制方法。
[0017]參見圖2，所述飛輪儲能系統的出力分為有功功率指令P
total
和無功功率指令Q
total
兩部分，有功功率指令P
total
滿足一次調頻需求，無功功率指令Q
total
對新能源場站進行無功
補償，通過變功率因數cos
?
的控制方法來實現。
[0018]參見圖2、圖4所示，有功功率指令P
total
由所述飛輪儲能系統的實時有功功率P
fw
疊加所述飛輪儲能系統一次調頻動作量
△
P后得到，所述飛輪儲能控制裝置采集新能源場站并網點電網頻率f(Hz),并與電網額定頻率f0(Hz)求差值，并根據圖4求出所述飛輪儲能系統一次調頻動作量
△
P，優選的，對于光伏電站圖4中a=b=c=10，f1=49.79Hz，f2=49.94Hz，f3=50.06Hz，f4=50.21Hz；對于風電場，圖4中a=b=c=10，f1=49.8Hz，f2=49.9Hz，f3=50.1Hz，f4=50.2Hz，Pn為新能源場站的裝機容量。
[0019]無功功率指令Q
total
分為Q
fw
、Q2兩部分，Q
fw
作為主體，Q2部分作為修正防止所述新能源場站的并網點電壓水平偏離安全范圍。
[0020]所述飛輪儲能系統的無功功率Q
fw
由無功功率Q1部分減去所述新能源場站本身的無功功率Q
wf
得到。無功功率Q1與所述新能源場站實時有功功率P
∑
及所述飛輪儲能系統的實時有功功率P
fw
的總和Pt有關，優選的，對于一個20MW的新能源場站和5MW飛輪儲能系統的實施例而言，首先確定所需無功功率Q1與總有功Pt的若干個基準關系點，剩余點可通過插值確定，其對應關系參見圖3，當Pt落在兩參考點之間時，通過線性插值法確定無功功率Q1的數值，Q1數值為負代表所述飛輪儲能系統從所述新能源場站中吸收無功功率。<本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種基于飛輪儲能的新能源場站一次調頻及無功補償控制方法，其特征在于，包括：新能源場站；新能源場站集控系統；飛輪儲能系統；飛輪儲能控制裝置；新增的通訊連接裝置；所述飛輪儲能控制裝置和所述飛輪儲能系統通過所述新增的通訊連接裝置進行通訊；所述新增的通訊連接裝置與所述新能源場站集控系統之間進行通訊；所述飛輪儲能控制裝置控制所述飛輪儲能系統承擔所述新能源場站的一次調頻及無功補償任務。2.根據權利要求1所述的一種基于飛輪儲能的新能源場站一次調頻及無功補償控制方法，其特征在于，所述飛輪儲能系統根據電網對所述新能源場...

【專利技術屬性】
技術研發人員：涂偉超，王琨，張晰睿，
申請(專利權)人：貝肯新能源有限公司，
類型：發明
國別省市：