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新能源场站一次调频(含惯量响应)与AGC控制误差分析及协调控制技术研究

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成果主要完成人

赵 矛、周 强、段家华、吴向权、魏校煜、姚建国、黄缚虎、柳顺荣

项目概况

1、成果简介 项目结合云南新能源场站大规模开展一次调频及惯量响应、自动发电控制 (AGC)/自动电压控制(AVC)在实际改造实施过程中,由于各个功能逐步建设导致功能间的信号采集缺乏整体协调,各个功能间由于输入信号的采集与输出信号的作用点的差异,会带来电网侧新能源一次调频(含惯量响应)和AGC指令输出延迟、PID参数整定难度大效率不高等问题,从而会导致新能源场站一次调频和AGC控制响应存在一定误差,另一方新能源场站一次调频和AGC功能间存在相互作用影响,主要体现在一次调频积分电量计算受到 AGC作用影响进而导致新能源电厂面临电力市场“两个细则”的考核压力。 针对上述问题,本项目通过分析新能源场站一次调频(含惯量响应)与AGC控制误差,开发集合新能源涉网功能要求的多功能频率及电压协调控制装置,实现新能源场站的“多合一”功能布局,在此基础上开展实际改造实施过程现场二次屏柜数的优化工作,并提出新能源场站AGC传输延迟补偿机制及AGC功能PID控制参数优化整定方法,提出新能源场站一次调频(含惯量响应)与AGC协调控制技术,研究解决新能源场站所面临的一次调频与AGC 协调控制问题导致的积分电量考核问题。项目拟在云南能投所属于多个新能源场站中开展应用,并取得理想效果。 2、主要创新点 项目创新点包括: 1)针对电网侧AGC指令传输延迟问题,通过开发集合新能源涉网功能要求的多功能频率及电压协调控制装置,实现新能源场站的“多合一”功能布局,在电厂侧“多合一”装置中进行补偿,创新性提出“多合一”装置补偿的新能源场站AGC传输延迟补偿机制; 2)针对新能源场站AGC系统PID控制参数整定存在现场试验来反复搜索、工作量大和效率不高等不足,同时因试验期间风速及光照原因,在试验期间所得最优结果,全局结果未必最优,且试验存在一定的安全风险;通过理论仿真计算方式,创新性提出AGC功能PID控制参数优化整定方法,并在现场开展实证; 3)针对新能源场站AGC功能指标和计算方法存在一定差异,同时一次调频积分电量计算受到 AGC作用影响进而导致新能源电厂面临电力市场“两个细则”的考核压力等问题,基于AGC功能PID控制参数优化整定结果,同时结合电网要求及现场实际,创新性提出考虑全过程功率调节的新能源场站AGC动态试验校核方案,实现现场试验及测试方案的优化,并在现场有效开展; 针对新能源场站AGC控制系统功能与一次调频控制系统功能难以有效配合问题,分析新能源场站实际调节过程中AGC与一次调频之间动作特性和互相影响,结合“多合一”装置的优化补偿机制,创新性提出考虑AGC及一次调频动作时序及各种闭锁逻辑的AGC与一次调频配合策略,实现新能源场站积分电量计算影响的最小化,并通过现场实证。