一種基于密集小水電群的水電站功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于密集小水電群的水電站功率快速調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)方法，針對(duì)由于風(fēng)電不可控、不可預(yù)測(cè)、隨機(jī)性強(qiáng)等因素導(dǎo)致風(fēng)電并網(wǎng)后出力波動(dòng)給電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)較大沖擊的實(shí)際問(wèn)題，以及密集小水電群?jiǎn)螜C(jī)容量小、數(shù)量眾多、啟停及調(diào)節(jié)響應(yīng)快速、地理位置偏僻的特點(diǎn)，通過(guò)密集小水電群的功率快速調(diào)節(jié)平抑風(fēng)電出力波動(dòng)，通過(guò)水電與風(fēng)電在時(shí)間、技術(shù)特性等方面的互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行，從經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性達(dá)到電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。本發(fā)明從裝置調(diào)節(jié)的自主性、協(xié)同性、小水電機(jī)組啟停調(diào)節(jié)快速特性、裝置的快速性等方面實(shí)現(xiàn)了基于密集小水電群的平抑風(fēng)電出力波動(dòng)的功率快速調(diào)節(jié)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于密集小水電群的水電站功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn) 方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于工業(yè)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及一種風(fēng)光水氣多種能源聯(lián)合運(yùn)行的水 電站功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)水力資源豐富，水電作為清潔能源得到了國(guó)家的大力支持，小水電雖然單機(jī) 容量不大，但是數(shù)量眾多，局部地區(qū)比較密集，小水電單機(jī)容量與風(fēng)機(jī)相當(dāng)，相對(duì)于火電、風(fēng) 電等其他能源，小水電具有啟?？焖俚募夹g(shù)特點(diǎn)。目前小水電站自動(dòng)化水平在逐步提高，但 在水電站側(cè)功率快速調(diào)節(jié)方面比較欠缺。
[0003] 近年來(lái)，隨著風(fēng)電、光伏等新能源不斷接入電網(wǎng)，間歇性、隨機(jī)性及帶來(lái)的不可控 性給電網(wǎng)的運(yùn)行帶來(lái)了一些新的挑戰(zhàn)，而水電機(jī)組啟?？焖俚恼{(diào)節(jié)特性與新能源的運(yùn)行具 有互補(bǔ)的因素。同時(shí)由于小水電位置偏遠(yuǎn)、容量相對(duì)較小，與上級(jí)調(diào)度中心協(xié)調(diào)監(jiān)控的程度 很低，目前基本處于不可控、不可觀(guān)測(cè)的現(xiàn)狀，但是對(duì)于上級(jí)調(diào)度中心而言，這種需求隨著 自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越迫切。
[0004] 大量間歇性電源的接入電網(wǎng)會(huì)影響系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，引起功率波動(dòng)，目前在小 水電群方面相對(duì)較少，多數(shù)是從新能源機(jī)組的內(nèi)部研究無(wú)功電壓控制問(wèn)題，到目前為止，充 分利用風(fēng)電及小水電群無(wú)功調(diào)節(jié)能力進(jìn)行區(qū)域電網(wǎng)無(wú)功電壓的控制并構(gòu)建相應(yīng)自動(dòng)電壓 控制系統(tǒng)方面的報(bào)道尚未見(jiàn)到。
[0005] 針對(duì)規(guī)?；∷娙号c風(fēng)光氣多種能源聯(lián)合運(yùn)行的配合，可以從多個(gè)時(shí)間尺度進(jìn) 行，一方面從中長(zhǎng)期而言，冬季風(fēng)大、夏季風(fēng)小；冬季枯水、夏季水量豐富，兩種能源具有季 節(jié)性的互補(bǔ)特性；另一方面從短期而言：白天風(fēng)小、夜晚風(fēng)大，也具有一定的互補(bǔ)特性；同 時(shí)，水電站側(cè)功率快速調(diào)節(jié)裝置還能夠?qū)崿F(xiàn)有功、無(wú)功功率的超短期實(shí)時(shí)精確調(diào)節(jié)，能夠根 據(jù)遠(yuǎn)程風(fēng)水優(yōu)化控制策略的指令，實(shí)時(shí)進(jìn)行局部電網(wǎng)區(qū)域的閉環(huán)、實(shí)時(shí)、快速調(diào)節(jié)。
[0006] 風(fēng)電能源隨機(jī)、不可控、波動(dòng)性強(qiáng)的技術(shù)特點(diǎn)接入電網(wǎng)后對(duì)于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn) 行及調(diào)度帶來(lái)了新的問(wèn)題，體現(xiàn)在有功、無(wú)功、安全穩(wěn)定等多個(gè)方面，這個(gè)問(wèn)題一直是風(fēng)電 等新能源并網(wǎng)面臨的主要問(wèn)題之一。而水電站穩(wěn)定、可調(diào)、且調(diào)節(jié)快速的技術(shù)特點(diǎn)，加上風(fēng) 電單機(jī)容量與小水電的單機(jī)容量相當(dāng)，如果區(qū)域內(nèi)風(fēng)電、水電的裝機(jī)容量相當(dāng)，就完全能夠 實(shí)現(xiàn)聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行，通過(guò)密集小水電群的快速調(diào)節(jié)性能及協(xié)調(diào)控制平抑風(fēng)電場(chǎng)群給電網(wǎng)運(yùn) 行帶來(lái)的波動(dòng)。如果密集小水電群的裝機(jī)容量小于風(fēng)電場(chǎng)群，那么也會(huì)起到部分補(bǔ)償?shù)倪\(yùn) 行效果。
[0007] 市場(chǎng)現(xiàn)有的密集小水電群由于各個(gè)水電站個(gè)體裝機(jī)容量小、自動(dòng)化水平落后、運(yùn) 行管理體制、業(yè)主利益、調(diào)節(jié)能力等諸多方面的因素影響，沒(méi)有參與區(qū)域電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制， 而對(duì)區(qū)域密集的個(gè)體小水電進(jìn)行技術(shù)改造，形成區(qū)域小水電群，裝機(jī)容量就具備了一定規(guī) 模，從而與區(qū)域風(fēng)電廠(chǎng)基于互補(bǔ)特性進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)行，利用小水電群的快速調(diào)節(jié)特性，達(dá)到平 抑風(fēng)電輸出功率給電網(wǎng)帶來(lái)的波動(dòng)性。
[0008]國(guó)內(nèi)目前大型水電站側(cè)的功率控制功能都是采用個(gè)人計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的，在水電領(lǐng)域 內(nèi)未見(jiàn)有在水電站子站側(cè)通過(guò)嵌入式裝置實(shí)現(xiàn)功率快速調(diào)節(jié)的案例，也未見(jiàn)通過(guò)第三方廠(chǎng) 家給水電站增加有功、無(wú)功快速調(diào)節(jié)功能的報(bào)道。對(duì)于密集的小水電則沒(méi)有該功能，而且運(yùn) 行年代較長(zhǎng)，小水電站對(duì)于性?xún)r(jià)比也有較高的要求。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)密集小水電群能夠按照遠(yuǎn)方控制策略進(jìn)行控制，建立安全、投資小的遠(yuǎn) 程優(yōu)化策略控制中心的遠(yuǎn)動(dòng)通道是必須的，小水電站地理位置極為分散，十分偏僻，很多 位于山區(qū)，交通不便，水電業(yè)主構(gòu)成多種多樣，大部分目前不具備電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入條 件，同時(shí)對(duì)通道建設(shè)的造價(jià)因素一定要切合實(shí)際。市場(chǎng)上目前還沒(méi)有考慮密集小水電群與 風(fēng)光氣等多種能源聯(lián)合運(yùn)行的基于遠(yuǎn)程控制策略中心+3G無(wú)線(xiàn)安全信道+小水電站側(cè)配置 功率一體化快速調(diào)節(jié)控制設(shè)備的整體解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 風(fēng)電、光伏等間歇性新能源并入電網(wǎng)后，由于出力的隨機(jī)性對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的擾動(dòng)，造 成了電網(wǎng)對(duì)于風(fēng)電消納能力的不足。而密集小水電群具有啟停快速、調(diào)節(jié)快速的特點(diǎn)，能夠 在一分鐘實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)到滿(mǎn)負(fù)荷的過(guò)程，這種負(fù)荷快速調(diào)節(jié)能力是火電、核電所無(wú)法比擬的，雖 然單機(jī)容量較小，但是數(shù)量眾多，而且在單機(jī)容量方面小水電與風(fēng)機(jī)是匹配的，充分利用小 水電的潛在能力，能夠起到顯著的效果，天然氣電站雖然調(diào)節(jié)快速，但是投資太大。
[0011] 針對(duì)風(fēng)電、光伏等多種間歇性新能源的出力波動(dòng)接入電網(wǎng)后給電網(wǎng)帶來(lái)的沖擊， 根據(jù)實(shí)際存在的各種電源出力特性，本發(fā)明提出了一種基于密集小水電群的水電站功率快 速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心、水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置，其特征在于：
[0012] 在風(fēng)電、水電并存的區(qū)域，建立區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心；
[0013] 在小水電站集群的每一個(gè)水電站側(cè)安裝水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置；
[0014] 在所述區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心與水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置之間設(shè)置通信 用遠(yuǎn)動(dòng)通道；
[0015] 所述區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心根據(jù)風(fēng)電出力波動(dòng)特性和水電出力特性，計(jì)算平抑風(fēng) 電出力波動(dòng)所需要調(diào)節(jié)的所述小水電群的各個(gè)水電站目標(biāo)指令，所述目標(biāo)指令包括有功功 率總指令和水電站母線(xiàn)電壓目標(biāo)指令，所述區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心將所述目標(biāo)指令通過(guò)通 信用遠(yuǎn)動(dòng)通道下發(fā)給所述水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置；
[0016] 所述水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置采用有功功率、無(wú)功功率調(diào)節(jié)一體化設(shè)計(jì)， 接收區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心下發(fā)的目標(biāo)指令，負(fù)責(zé)對(duì)各水電站廠(chǎng)站端功率進(jìn)行協(xié)調(diào)快速調(diào) 節(jié)。
[0017] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于密集小水電群的水電站功率快速調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)方法，所述方 法基于現(xiàn)有的密集分布的小水電群，通過(guò)水電機(jī)組有功功率和無(wú)功功率的快速調(diào)節(jié)，平抑 風(fēng)電出力波動(dòng)給電網(wǎng)帶來(lái)的影響；其特征在于，所述實(shí)現(xiàn)方法包括以下步驟：
[0018] 步驟1 :在風(fēng)電、水電并存的區(qū)域，針對(duì)風(fēng)電的出力波動(dòng)特性和水電的出力特性， 建立區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心，作為實(shí)現(xiàn)水電站功率快速調(diào)節(jié)的王站；
[0019] 步驟2 :在水電站側(cè)安裝水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置作為廠(chǎng)站側(cè)執(zhí)行子站， 集廠(chǎng)站端多臺(tái)水電機(jī)組有功功率、無(wú)功功率的協(xié)調(diào)控制功能為一體；
[0020] 步驟3 :在所述區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心與水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置之間設(shè) 置通信用遠(yuǎn)程通道，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)或基于IPsec的VPN無(wú)線(xiàn)通信等方式；
[0021] 步驟4 :所述區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心根據(jù)風(fēng)電出力波動(dòng)特性和水電出力特性計(jì)算 參與快速調(diào)節(jié)的各個(gè)水電站的目標(biāo)總有功目標(biāo)指令以及水電站高壓母線(xiàn)電壓目標(biāo)指令，并 將目標(biāo)指令下發(fā)給各個(gè)水電站執(zhí)行；
[0022] 步驟5 :選擇水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置的工作方式，當(dāng)選擇遙控方式時(shí)進(jìn) 入步驟6,選擇計(jì)劃曲線(xiàn)控制方式時(shí)，進(jìn)入步驟7,選擇人工控制方式時(shí)，進(jìn)入步驟8 ;
[0023] 步驟6 :當(dāng)選擇遙控方式時(shí)，所述各水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置接收區(qū)域功 率調(diào)節(jié)控制中心下發(fā)給本水電站的總有功目標(biāo)指令和高壓母線(xiàn)電壓目標(biāo)指令，結(jié)合各水電 站的實(shí)際出力計(jì)算各水電機(jī)組實(shí)際應(yīng)調(diào)整的有功功率調(diào)節(jié)值和無(wú)功功率調(diào)節(jié)值，裝置能夠 自主根據(jù)系統(tǒng)頻率波動(dòng)引起的頻率偏差對(duì)有功總指令進(jìn)行修正；然后轉(zhuǎn)入步驟9 ;
[0024] 步驟7 :當(dāng)選擇計(jì)劃曲線(xiàn)控制方式時(shí)，目標(biāo)指令來(lái)自于操作員在各水電站功率快 速調(diào)節(jié)一體化裝置預(yù)先設(shè)置的各水電站高壓母線(xiàn)電壓、有功功率計(jì)劃曲線(xiàn)，所述裝置結(jié)合 各水電站的實(shí)際出力計(jì)算各水電機(jī)組實(shí)際應(yīng)調(diào)整的有功功率調(diào)節(jié)值和無(wú)功功率調(diào)節(jié)值，裝 置能夠自主根據(jù)系統(tǒng)頻率波動(dòng)引起的頻率偏差對(duì)有功總指令進(jìn)行修正，然后轉(zhuǎn)入步驟9 ;
[0025] 步驟8 :當(dāng)選擇人工控制方式時(shí)，通過(guò)人工輸入高壓母線(xiàn)電壓及水電站有功總指 令，結(jié)合各水電站的實(shí)際出力，計(jì)算各水電機(jī)組實(shí)際應(yīng)調(diào)整的有功功率調(diào)節(jié)值和無(wú)功功率 調(diào)節(jié)值，裝置能夠自主根據(jù)系統(tǒng)頻率波動(dòng)引起的頻率偏差對(duì)有功總指令進(jìn)行修正，然后轉(zhuǎn) 入步驟9 ;
[0026] 步驟9 :各水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置根據(jù)計(jì)算的分配到各水電機(jī)組的目標(biāo) 無(wú)功功率后，根據(jù)與機(jī)組實(shí)測(cè)無(wú)功功率的偏差，輸出脈寬變化的增磁、減磁控制脈沖，與各 臺(tái)水電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率快速調(diào)節(jié)，直到實(shí)測(cè)母線(xiàn)電壓與母線(xiàn)電壓目標(biāo)指 令小于設(shè)定的死區(qū)為止；
[0027] 水電站內(nèi)各臺(tái)水電機(jī)組接收到分配到各水電機(jī)組的目標(biāo)有功功率后，根據(jù)與機(jī)組 實(shí)測(cè)有功功率的偏差，輸出脈寬變化的增速、減速控制脈沖以及啟停機(jī)信號(hào)，與各臺(tái)水電機(jī) 組調(diào)速系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)有功功率快速調(diào)節(jié)，直到實(shí)測(cè)水電站總有功出力與有功功率目標(biāo)指 令小于設(shè)定的死區(qū)為止。
[0028] 本申請(qǐng)具有以下有益效果：
[0029] 基于密集小水電群的水電站快速功率調(diào)節(jié)方法，用來(lái)平抑風(fēng)電出力波動(dòng)給電網(wǎng)帶 來(lái)的擾動(dòng)，既能保證調(diào)節(jié)的快速性，又不需要增加一次設(shè)備，在減小電網(wǎng)擾動(dòng)、提高電網(wǎng)對(duì) 風(fēng)電消納能力的前提下，同時(shí)降低了方案的成本，具有實(shí)用性。水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化 裝置集有功功率、無(wú)功功率、多臺(tái)機(jī)組控制調(diào)節(jié)為一體，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、降低了系統(tǒng)成本、 提高了調(diào)試的效率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1是本發(fā)明的密集小水電功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0031] 圖2是本發(fā)明的水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖3是本發(fā)明的水電站與遠(yuǎn)方調(diào)度控制中心無(wú)線(xiàn)通道實(shí)現(xiàn)框圖；
[0033] 圖4是本發(fā)明的密集小水電功率快速調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)方法的流程示意圖；
[0034] 圖5是本發(fā)明的水電機(jī)組有功快速調(diào)節(jié)邏輯框圖；
[0035] 圖6是本發(fā)明的水電機(jī)組無(wú)功快速調(diào)節(jié)邏輯框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步說(shuō)明。
[0037] 風(fēng)電、光伏等新能源接入電網(wǎng)后造成的沖擊和波動(dòng)，通過(guò)利用密集的小水電群的 有功功率、無(wú)功功率的協(xié)調(diào)控制，達(dá)到平抑和削弱的目的，功率沖擊和波動(dòng)的幅度與參與調(diào) 節(jié)的密集小水電群的總裝機(jī)容量越匹配，聯(lián)合運(yùn)行調(diào)節(jié)的效果越好。
[0038] 在風(fēng)電、水電并存的區(qū)域，建立區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心，包括數(shù)據(jù)采集單元、計(jì)算 單元、通信單元；數(shù)據(jù)采集單元接收調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)及小水電功率預(yù)測(cè)系 統(tǒng)的數(shù)據(jù)，計(jì)算單元針對(duì)區(qū)域風(fēng)、光、水、氣多種新能源的不同出力特性，把區(qū)域參與調(diào)節(jié)的 小水電群按照一個(gè)虛擬水電站等值，制定區(qū)域有功控制策略，形成日前發(fā)電計(jì)劃曲線(xiàn)，并將 有功負(fù)荷計(jì)劃按照不同的優(yōu)先級(jí)及比例分配給參與聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行的各個(gè)小水電站，并通過(guò) 區(qū)域功率控制中心的通信單元將各個(gè)小水電站的目標(biāo)總有功指令下發(fā)；區(qū)域無(wú)功控制策略 通過(guò)保證各小水電站的匯集變電站的母線(xiàn)電壓在額定運(yùn)行范圍內(nèi)，不超越匯集變電站母線(xiàn) 電壓運(yùn)行要求的高限和低限，確定各個(gè)水電站高壓母線(xiàn)電壓的目標(biāo)指令，并通過(guò)區(qū)域功率 控制中心的通信單元下發(fā)給各個(gè)小水電站。
[0039] 在參與風(fēng)光水氣多種能源聯(lián)合運(yùn)行的密集小水電站側(cè)安裝水電站功率快速調(diào)節(jié) 一體化裝置，該裝置用于各水電站廠(chǎng)站端功率快速調(diào)節(jié)，采用嵌入式裝置設(shè)計(jì)，集廠(chǎng)站端多 臺(tái)水電機(jī)組有功功率、無(wú)功功率的協(xié)調(diào)控制功能為一體，如圖2所示：
[0040] 所述水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置包括電源插件、開(kāi)關(guān)量輸入插件、開(kāi)關(guān)量輸 出插件、直流模擬量輸入插件、交流模擬量輸入插件、CPU插件、通信模塊、無(wú)線(xiàn)模塊，以上 插件和模塊安裝在裝置機(jī)箱內(nèi)，并通過(guò)裝置機(jī)箱的背板總線(xiàn)相連，所述開(kāi)關(guān)量輸入插件接 收水電站各個(gè)機(jī)組的出口斷路器位置、允許有功控制信號(hào)、允許無(wú)功控制信號(hào)、AVR低勵(lì)、 AVR過(guò)勵(lì)、機(jī)組調(diào)速器故障、機(jī)組電氣事故、機(jī)組水機(jī)事故等信號(hào)，直流模擬量輸入插件接收 各臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流、升壓站高壓母線(xiàn)電壓及頻率信號(hào)，交流模擬量輸 入插件接收水輪發(fā)電機(jī)組出口 PT三相電壓Ua、Ub、Uc，三相電流la、lb、Ic信號(hào)，通過(guò)計(jì)算 獲得各臺(tái)機(jī)組的有功、無(wú)功、功率因數(shù)、線(xiàn)電壓、線(xiàn)電流等有效值，所述開(kāi)關(guān)量輸出插件輸出 各臺(tái)水電機(jī)組的增磁、減磁、增速、減速、開(kāi)機(jī)、停機(jī)等開(kāi)關(guān)量信號(hào)。所述通信模塊用于接收 升壓站高壓母線(xiàn)電壓及頻率信號(hào)、各臺(tái)水電機(jī)組的有功、無(wú)功、機(jī)端電壓、發(fā)電機(jī)電流、勵(lì)磁 電壓、勵(lì)磁電流、出口斷路器位置、允許有功控制信號(hào)、允許無(wú)功控制信號(hào)、AVR低勵(lì)、AVR過(guò) 勵(lì)、機(jī)組調(diào)速器故障、機(jī)組電氣事故、機(jī)組水機(jī)事故等信號(hào)；其中，開(kāi)關(guān)量輸入插件、直流模 擬量輸入插件、交流模擬量輸入插件是通過(guò)10硬接線(xiàn)方式接收對(duì)應(yīng)信號(hào)，通信模塊通過(guò)第 三方系統(tǒng)通信方式接收對(duì)應(yīng)信號(hào)，兩種采集方式由裝置的定值控制字選擇；
[0041] 所述CPU插件包括有功功率控制模塊、無(wú)功功率控制模塊、運(yùn)行方式切換模塊、定 值曲線(xiàn)管理模塊、離線(xiàn)閉環(huán)測(cè)試模塊等。
[0042] 所述水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置無(wú)功功率快速調(diào)節(jié)功能的實(shí)現(xiàn)，如圖6所 示：
[0043] 一體化裝置收到水電站高壓母線(xiàn)電壓目標(biāo)指令后，根據(jù)水電站高壓母線(xiàn)實(shí)測(cè)電壓 與目標(biāo)電壓的偏差，計(jì)算出水電廠(chǎng)高壓母線(xiàn)的目標(biāo)輸出總無(wú)功，然后根據(jù)各臺(tái)水電機(jī)組的 運(yùn)行狀態(tài)，協(xié)調(diào)水電站內(nèi)各臺(tái)機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)，按照等裕度等分配策略確定在當(dāng)前運(yùn)行方 式下各臺(tái)在線(xiàn)可調(diào)水電機(jī)組的目標(biāo)無(wú)功出力；最后根據(jù)機(jī)組目標(biāo)無(wú)功功率指令與機(jī)組無(wú)功 功率實(shí)測(cè)值的偏差，并綜合考慮系統(tǒng)及設(shè)備故障以及各種安全限制、閉鎖條件后，通過(guò)一體 化裝置的開(kāi)關(guān)量輸出插件產(chǎn)生脈寬可調(diào)的增磁、減磁開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)，并直接與各臺(tái)水電 機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的控制接口相連，通過(guò)不斷迭代，直到水電站高壓母線(xiàn)實(shí)測(cè)電壓與目標(biāo)電 壓指令之間的偏差小于定值設(shè)定的死區(qū)為止，從而實(shí)現(xiàn)全廠(chǎng)多臺(tái)水電機(jī)組無(wú)功功率的快速 調(diào)節(jié)。主要包含以下內(nèi)容：
[0044] 拓?fù)潢P(guān)系識(shí)別：識(shí)別機(jī)組和母線(xiàn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系；
[0045] 系統(tǒng)阻抗計(jì)算：計(jì)算出電廠(chǎng)側(cè)的系統(tǒng)阻抗；
[0046] 預(yù)測(cè)系統(tǒng)無(wú)功：根據(jù)目標(biāo)電壓指令，預(yù)測(cè)系統(tǒng)目標(biāo)無(wú)功；
[0047] 無(wú)功功率分配：根據(jù)目標(biāo)無(wú)功，進(jìn)行可調(diào)機(jī)組無(wú)功功率分配；
[0048] 安全約束條件：利用安全約束條件，對(duì)分配策略進(jìn)行約束；
[0049] 邏輯關(guān)系閉鎖：控制器增、減磁出口閉鎖。
[0050] 所述水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置有功功率快速調(diào)節(jié)功能的實(shí)現(xiàn)，如圖5所 示：
[0051] 所述水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置，有功功率快速調(diào)節(jié)功能包含有功負(fù)荷分配 和自動(dòng)啟停機(jī)兩部分，基于快速逐步逼近方法實(shí)現(xiàn)考慮了振動(dòng)區(qū)因素水電機(jī)組有功目標(biāo)出 力的快速定位。
[0052] 首先對(duì)接收的目標(biāo)總有功指令進(jìn)行有效性判斷，同時(shí)考慮了由于母線(xiàn)頻率與目標(biāo) 頻率偏差帶來(lái)的有功目標(biāo)總指令快速修正。由于水電機(jī)組存在振動(dòng)區(qū)，當(dāng)水電站內(nèi)各臺(tái)機(jī) 組間的有功負(fù)荷無(wú)論如何分配都不能滿(mǎn)足有功總指令的要求時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行指令無(wú)效告警。
[0053] 根據(jù)目標(biāo)有功總指令及各臺(tái)水電機(jī)組的運(yùn)行狀況，確定是否需要啟停機(jī)。
[0054] 機(jī)組開(kāi)機(jī)條件：Pagc+Pstandby > Σ Pt
[0055] 式中Pstandby表示全廠(chǎng)的旋轉(zhuǎn)備用容量，Σ Pt表示全廠(chǎng)參加有功快速調(diào)節(jié)且處 于發(fā)電態(tài)機(jī)組的可調(diào)節(jié)容量。
[0056] 機(jī)組開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)：Nstart = (Pagc+Pstandby- Σ Pt)/Pmax+1
[0057] 式中Nstart為開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)；Pmax為單機(jī)最大容量。如果運(yùn)行機(jī)組的實(shí)際旋轉(zhuǎn)備用 容量低于要求的旋轉(zhuǎn)備用容量，且差值大于開(kāi)停機(jī)死區(qū)，則需要開(kāi)機(jī)。
[0058] 機(jī)組停機(jī)條件：Σ Pt - (Pagc+Pstandby) > Pmax
[0059] 機(jī)組停機(jī)臺(tái)數(shù)：Nstop = ( Σ Pt - (Pagc+Pstandby))/Pmax
[0060] 式中Nstop為停機(jī)臺(tái)數(shù)。
[0061] 確定機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)之后，在站內(nèi)各臺(tái)水電機(jī)組之間進(jìn)行有功功率分配。
[0062] 所述水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置，基于快速逐步逼近方法實(shí)現(xiàn)考慮了振動(dòng)區(qū) 因素水電機(jī)組有功目標(biāo)出力的快速定位。根據(jù)全廠(chǎng)總有功給定值對(duì)全廠(chǎng)各臺(tái)水電機(jī)組的有 功功率進(jìn)行計(jì)算分配，分配策略首先采用按機(jī)組容量成比例原則。由于水電機(jī)組的振動(dòng)區(qū) 的存在，當(dāng)參與有功快速調(diào)節(jié)的水電機(jī)組有功目標(biāo)指令落入振動(dòng)區(qū)或指令發(fā)生變化時(shí)，首 先根據(jù)機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)及振動(dòng)區(qū)分布狀態(tài)，按照上升和下降兩個(gè)方向計(jì)算有功功率變化 量dp是否小于當(dāng)前可調(diào)節(jié)容量，如果成立，則在各個(gè)機(jī)組可運(yùn)行區(qū)內(nèi)根據(jù)機(jī)組容量等比例 增減負(fù)荷，以減少振動(dòng)區(qū)穿越次數(shù)；如果不成立，則需要有機(jī)組跨越振動(dòng)區(qū)，則在機(jī)組有功 負(fù)荷隊(duì)列中，增負(fù)荷時(shí)負(fù)荷低者先跨越，減負(fù)荷時(shí)負(fù)荷高者先跨越，然后根據(jù)有功功率變化 量dp與新的當(dāng)前可調(diào)節(jié)容量判斷是否還需要機(jī)組跨越，如果不需要，則在各個(gè)機(jī)組可運(yùn)行 區(qū)內(nèi)根據(jù)機(jī)組容量等比例增減負(fù)荷，如果需要，則重復(fù)以上迭代過(guò)程，這樣就可以通過(guò)快速 逐步逼近的方法較快地確定各機(jī)組的目標(biāo)出力。
[0063] 確定了水電站內(nèi)各臺(tái)機(jī)組的目標(biāo)有功后，一體化裝置根據(jù)各臺(tái)機(jī)組的實(shí)測(cè)有功出 力與目標(biāo)有功出力的偏差，根據(jù)變步長(zhǎng)的控制策略，一體化控制裝置的開(kāi)關(guān)量輸出插件產(chǎn) 生脈寬可調(diào)的增速、減速、開(kāi)機(jī)、停機(jī)等開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)，并直接與水電機(jī)組調(diào)速器的控制 接口，直到有功功率的偏差小于定值設(shè)定的死區(qū)為止，從而實(shí)現(xiàn)水電機(jī)組有功功率的快速 調(diào)節(jié)。
[0064] 所述運(yùn)行方式切換模塊負(fù)責(zé)管理遙控、計(jì)劃曲線(xiàn)、人工等多種運(yùn)行方式的切換和 功能投退；所述定值曲線(xiàn)管理模塊負(fù)責(zé)裝置裝置控制參數(shù)、安全約束、功能選擇等定值及計(jì) 劃曲線(xiàn)的召喚、下裝、存儲(chǔ)、編輯等功能維護(hù)。
[0065] 所述離線(xiàn)閉環(huán)測(cè)試模塊，負(fù)責(zé)在離線(xiàn)模式下，通過(guò)提供裝置所需的外部虛擬信號(hào)， 實(shí)現(xiàn)裝置的離線(xiàn)閉環(huán)測(cè)試功能。
[0066] 為了對(duì)小水電功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置在離線(xiàn)狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)節(jié)性能、功能調(diào)試， 一方面可以通過(guò)RTDS系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是這樣造價(jià)太高，不現(xiàn)實(shí)；本發(fā)明根據(jù)裝置的控制原 理，通過(guò)可逆的反向建模方法建立了外部等值系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，用于離線(xiàn)閉環(huán)測(cè)試，簡(jiǎn)單實(shí) 用，在裝置的開(kāi)發(fā)過(guò)程、出廠(chǎng)測(cè)試、系統(tǒng)投運(yùn)前提供了虛擬測(cè)試運(yùn)行環(huán)境。
[0067] 實(shí)際系統(tǒng)中計(jì)算系統(tǒng)阻抗X時(shí)采用方法為：
[0068]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于密集小水電群的水電站功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心、 水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置，其特征在于： 在風(fēng)電、水電并存的區(qū)域，建立區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心； 在小水電站集群的每一個(gè)水電站側(cè)安裝水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置； 在所述區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心與水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置之間設(shè)置通信用遠(yuǎn) 動(dòng)通道； 所述區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心根據(jù)風(fēng)電出力波動(dòng)特性和水電出力特性，計(jì)算平抑風(fēng)電出 力波動(dòng)所需要調(diào)節(jié)的所述小水電群的各個(gè)水電站目標(biāo)指令，所述目標(biāo)指令包括有功功率總 指令和水電站母線(xiàn)電壓目標(biāo)指令，所述區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心將所述目標(biāo)指令通過(guò)通信用 遠(yuǎn)動(dòng)通道下發(fā)給所述水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置； 所述水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置采用有功功率、無(wú)功功率調(diào)節(jié)一體化設(shè)計(jì)，接收 區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心下發(fā)的目標(biāo)指令，負(fù)責(zé)對(duì)各水電站廠(chǎng)站端功率進(jìn)行協(xié)調(diào)快速調(diào)節(jié)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于： 所述區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心包括數(shù)據(jù)采集單元、計(jì)算單元、通信單元； 數(shù)據(jù)采集單元接收調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)及小水電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)， 計(jì)算單元針對(duì)區(qū)域風(fēng)、光、水、氣多種新能源的不同出力特性，制定考慮多種能源互補(bǔ) 運(yùn)行、平抑間歇性能源沖擊的有功功率、無(wú)功功率控制策略，計(jì)算參與快速調(diào)節(jié)的各個(gè)水電 站的目標(biāo)總有功出力、各個(gè)水電站高壓母線(xiàn)目標(biāo)電壓，并通過(guò)通信單元將目標(biāo)指令分別下 發(fā)給所述各水電站的水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于： 所述水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置，采用水電站廠(chǎng)站級(jí)多臺(tái)機(jī)組有功功率、無(wú)功功 率協(xié)調(diào)、控制及執(zhí)行功能一體化的嵌入式裝置設(shè)計(jì)，包括電源插件、開(kāi)關(guān)量輸入插件、開(kāi)關(guān) 量輸出插件、直流模擬量輸入插件、交流模擬量輸入插件、(PU插件、通信模塊、無(wú)線(xiàn)模塊，以 上插件和模塊安裝在裝置機(jī)箱內(nèi)，并通過(guò)裝置機(jī)箱的背板總線(xiàn)相連，所述開(kāi)關(guān)量輸入插件 接收水電站各個(gè)機(jī)組的出口斷路器位置、允許有功控制信號(hào)、允許無(wú)功控制信號(hào)、AVR低勵(lì)、 AVR過(guò)勵(lì)、機(jī)組調(diào)速器故障、機(jī)組電氣事故、機(jī)組水機(jī)事故等信號(hào)，直流模擬量輸入插件接收 各臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流、升壓站高壓母線(xiàn)電壓及頻率信號(hào)，交流模擬量輸 入插件接收水輪發(fā)電機(jī)組出口 PT三相電壓Ua、Ub、Uc，三相電流la、lb、Ic信號(hào)，通過(guò)計(jì)算 獲得各臺(tái)機(jī)組的有功、無(wú)功、功率因數(shù)、線(xiàn)電壓、線(xiàn)電流等有效值，所述開(kāi)關(guān)量輸出插件輸出 各臺(tái)水電機(jī)組的增磁、減磁、增速、減速、開(kāi)機(jī)、停機(jī)等開(kāi)關(guān)量信號(hào)，所述通信模塊用于通過(guò) 通信方式從第三方系統(tǒng)接收一體化控制器所需的升壓站高壓母線(xiàn)電壓及頻率信號(hào)、各臺(tái)水 電機(jī)組的有功、無(wú)功、機(jī)端電壓、發(fā)電機(jī)電流、勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流、出口斷路器位置、允許有 功控制信號(hào)、允許無(wú)功控制信號(hào)、AVR低勵(lì)、AVR過(guò)勵(lì)、機(jī)組調(diào)速器故障、機(jī)組電氣事故、機(jī) 組水機(jī)事故等輸入信號(hào)，同時(shí)負(fù)責(zé)一體化控制設(shè)備與區(qū)域功率控制中心的通信；其中，開(kāi)關(guān) 量輸入插件、直流模擬量輸入插件、交流模擬量輸入插件是通過(guò)10硬接線(xiàn)方式接收對(duì)應(yīng)信 號(hào)，通信模塊通過(guò)第三方系統(tǒng)通信方式接收對(duì)應(yīng)信號(hào)，兩種采集方式由裝置的定值控制字 選擇； 所述無(wú)線(xiàn)模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn)一體化裝置與區(qū)域功率控制中心的基于VPN的遠(yuǎn)動(dòng)通道。 所述CPU插件包括有功功率控制模塊、無(wú)功功率控制模塊、運(yùn)行方式切換模塊、定值曲 線(xiàn)管理模塊、離線(xiàn)閉環(huán)測(cè)試模塊； 所述無(wú)功功率控制模塊，根據(jù)水電站高壓母線(xiàn)電壓目標(biāo)指令與實(shí)測(cè)母線(xiàn)電壓的偏差， 以及設(shè)定的無(wú)功控制策略協(xié)調(diào)站內(nèi)各臺(tái)水電機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)，控制結(jié)果通過(guò)所述水電站功 率快速調(diào)節(jié)一體化裝置的開(kāi)關(guān)量輸出插件向站內(nèi)各臺(tái)水電機(jī)組的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器接口輸出增 磁、減磁脈沖信號(hào)； 所述有功功率控制模塊，根據(jù)水電站總有功目標(biāo)指令與實(shí)測(cè)總有功出力的偏差，以及 設(shè)定的有功控制策略，協(xié)調(diào)站內(nèi)各臺(tái)機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)，在考慮水電機(jī)組振動(dòng)區(qū)因素的基礎(chǔ) 上實(shí)現(xiàn)有功負(fù)荷分配和自動(dòng)啟停機(jī)，控制結(jié)果通過(guò)所述水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置的 開(kāi)關(guān)量輸出插件向站內(nèi)各臺(tái)水電機(jī)組的調(diào)速器接口發(fā)出增速、減速、開(kāi)機(jī)、停機(jī)脈沖信號(hào)， 實(shí)現(xiàn)水電站有功出力的快速調(diào)節(jié)； 所述離線(xiàn)閉環(huán)測(cè)試模塊，負(fù)責(zé)在離線(xiàn)模式下，通過(guò)提供裝置所需的外部虛擬信號(hào)，實(shí)現(xiàn) 裝置的離線(xiàn)閉環(huán)測(cè)試功能； 所述運(yùn)行方式切換模塊負(fù)責(zé)管理遙控、計(jì)劃曲線(xiàn)、人工等多種運(yùn)行方式的切換和功能 投退； 所述定值曲線(xiàn)管理模塊負(fù)責(zé)裝置控制參數(shù)、安全約束、功能選擇等定值及計(jì)劃曲線(xiàn)的 召喚、下裝、存儲(chǔ)、編輯等功能維護(hù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于： 所述水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置，具備廠(chǎng)站級(jí)有功功率快速調(diào)節(jié)和無(wú)功功率快速 調(diào)節(jié)的功能，并具有自主性、協(xié)同性、快速性特征： 快速性體現(xiàn)在相對(duì)于其它能源水電機(jī)組啟停、調(diào)節(jié)的快速性以及裝置的快速性，以及 能夠根據(jù)目標(biāo)指令與實(shí)測(cè)值的偏差，通過(guò)變步長(zhǎng)調(diào)節(jié)和死區(qū)設(shè)置，快速調(diào)節(jié)到位又能避免 振蕩，同時(shí)小水電啟?？焖俚奶攸c(diǎn)本身就具有很好的調(diào)頻能力，通過(guò)在密集分布的小水電 站裝設(shè)一體化裝置，使得小水電站具備參與區(qū)域電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)控制的能力，利用小水電站 調(diào)節(jié)快速的特點(diǎn)，通過(guò)集群效應(yīng)參與區(qū)域電網(wǎng)功率調(diào)節(jié)； 所述自主性是指：在計(jì)劃曲線(xiàn)和人工方式，一體化裝置能夠根據(jù)事先設(shè)置的計(jì)劃曲線(xiàn) 指令以及操作員人工設(shè)定的目標(biāo)指令，在就地不依賴(lài)于區(qū)域功率控制中心進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)； 同時(shí)通過(guò)對(duì)母線(xiàn)頻率的實(shí)時(shí)監(jiān)視，對(duì)于風(fēng)電出力波動(dòng)因素引起的系統(tǒng)頻率偏差自動(dòng)對(duì)有功 總指令進(jìn)行修正并立即進(jìn)行響應(yīng)，安全約束條件閉鎖、振動(dòng)區(qū)的躲避、啟停機(jī)等功能都由裝 置在水電站側(cè)自主完成，無(wú)需區(qū)域功率控制中心干預(yù)； 所述協(xié)同性是指：運(yùn)行在不同水電站的所述一體化裝置工作在遙控方式，能夠與區(qū)域 功率調(diào)節(jié)控制中心通過(guò)閉環(huán)控制、協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)平抑系統(tǒng)功率波動(dòng)的目標(biāo)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于： 所述通信用遠(yuǎn)動(dòng)通道，實(shí)現(xiàn)小水電站與區(qū)域功率控制中心之間的遙測(cè)、遙信、遙控、遙 調(diào)數(shù)據(jù)的通信，對(duì)于具備有線(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)通信條件的水電站首選調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，對(duì)于不具備調(diào)度數(shù) 據(jù)網(wǎng)條件的小水電站,系統(tǒng)采用水電站與區(qū)域功率控制中心之間的基于Ipsec的VPN無(wú)線(xiàn) 遠(yuǎn)程通信方式。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于： 所述水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置離線(xiàn)閉環(huán)測(cè)試接口模塊，基于反向建模建立了水 電站快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的外部模型和系統(tǒng)離線(xiàn)閉環(huán)測(cè)試的虛擬運(yùn)行環(huán)境，所述一體化裝置通過(guò) 離線(xiàn)閉環(huán)測(cè)試接口單元接收虛擬的高壓母線(xiàn)電壓、各臺(tái)水電機(jī)組有功、無(wú)功出力等數(shù)據(jù)，發(fā) 出增磁、減磁、增速、減速等動(dòng)作指令，在所述水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置的開(kāi)發(fā)、出廠(chǎng) 測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)前可用于其離線(xiàn)閉環(huán)性能測(cè)試。
7. -種基于密集小水電群的水電站功率快速調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)方法，所述方法基于現(xiàn)有的密集 分布的小水電群，通過(guò)水電機(jī)組有功功率和無(wú)功功率的快速調(diào)節(jié)，平抑風(fēng)電出力波動(dòng)給電 網(wǎng)帶來(lái)的影響，其特征在于，所述實(shí)現(xiàn)方法包括以下步驟： 步驟1 :在風(fēng)電、水電并存的區(qū)域，針對(duì)風(fēng)電的出力波動(dòng)特性和水電的出力特性，建立 區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心，作為實(shí)現(xiàn)水電站功率快速調(diào)節(jié)的王站； 步驟2 :在水電站側(cè)安裝水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置作為廠(chǎng)站側(cè)執(zhí)行子站，集廠(chǎng) 站端多臺(tái)水電機(jī)組有功功率、無(wú)功功率的協(xié)調(diào)控制功能為一體，通過(guò)規(guī)?；∷娬救旱?集群效應(yīng)實(shí)現(xiàn)區(qū)域功率快速調(diào)節(jié)； 步驟3 :在所述區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心與水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置之間設(shè)置通 信用遠(yuǎn)程通道，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)或基于IPsec的VPN無(wú)線(xiàn)通信等方式； 步驟4 :所述區(qū)域功率調(diào)節(jié)控制中心根據(jù)風(fēng)電出力波動(dòng)特性和水電出力特性計(jì)算參與 快速調(diào)節(jié)的各個(gè)水電站的目標(biāo)總有功目標(biāo)指令以及水電站高壓母線(xiàn)電壓目標(biāo)指令，并將目 標(biāo)指令下發(fā)給各個(gè)水電站執(zhí)行； 步驟5 :選擇水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置的工作方式，當(dāng)選擇遙控方式時(shí)進(jìn)入步 驟6,選擇計(jì)劃曲線(xiàn)控制方式時(shí)，進(jìn)入步驟7,選擇人工控制方式時(shí)，進(jìn)入步驟8 ; 步驟6:當(dāng)選擇遙控方式時(shí)，所述各水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置接收區(qū)域功率調(diào) 節(jié)控制中心下發(fā)給本水電站的總有功目標(biāo)指令和高壓母線(xiàn)電壓目標(biāo)指令，結(jié)合各水電站的 實(shí)際出力計(jì)算各水電機(jī)組實(shí)際應(yīng)調(diào)整的有功功率調(diào)節(jié)值和無(wú)功功率調(diào)節(jié)值，裝置能夠自主 根據(jù)系統(tǒng)頻率波動(dòng)引起的頻率偏差對(duì)有功總指令進(jìn)行修正；然后轉(zhuǎn)入步驟9 ; 步驟7 :當(dāng)選擇計(jì)劃曲線(xiàn)控制方式時(shí)，目標(biāo)指令來(lái)自于操作員在各水電站功率快速調(diào) 節(jié)一體化裝置預(yù)先設(shè)置的各水電站高壓母線(xiàn)電壓、有功功率計(jì)劃曲線(xiàn)，所述裝置結(jié)合各水 電站的實(shí)際出力計(jì)算各水電機(jī)組實(shí)際應(yīng)調(diào)整的有功功率調(diào)節(jié)值和無(wú)功功率調(diào)節(jié)值，裝置能 夠自主根據(jù)系統(tǒng)頻率波動(dòng)引起的頻率偏差對(duì)有功總指令進(jìn)行修正，然后轉(zhuǎn)入步驟9 ; 步驟8 :當(dāng)選擇人工控制方式時(shí)，通過(guò)人工輸入高壓母線(xiàn)電壓及水電站有功總指令，結(jié) 合各水電站的實(shí)際出力，計(jì)算各水電機(jī)組實(shí)際應(yīng)調(diào)整的有功功率調(diào)節(jié)值和無(wú)功功率調(diào)節(jié) 值，裝置能夠自主根據(jù)系統(tǒng)頻率波動(dòng)引起的頻率偏差對(duì)有功總指令進(jìn)行修正，然后轉(zhuǎn)入步 驟9; 步驟9 :各水電站功率快速調(diào)節(jié)一體化裝置根據(jù)計(jì)算的分配到各水電機(jī)組的目標(biāo)無(wú)功 功率后，根據(jù)與機(jī)組實(shí)測(cè)無(wú)功功率的偏差，輸出脈寬變化的增磁、減磁控制脈沖，與各臺(tái)水 電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率快速調(diào)節(jié)，直到實(shí)測(cè)母線(xiàn)電壓與母線(xiàn)電壓目標(biāo)指令小 于設(shè)定的死區(qū)為止； 水電站內(nèi)各臺(tái)水電機(jī)組接收到分配到各水電機(jī)組的目標(biāo)有功功率后，根據(jù)與機(jī)組實(shí)測(cè) 有功功率的偏差，輸出脈寬變化的增速、減速控制脈沖以及啟停機(jī)信號(hào)，與各臺(tái)水電機(jī)組調(diào) 速系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)有功功率快速調(diào)節(jié)，直到實(shí)測(cè)水電站總有功出力與有功功率目標(biāo)指令小 于設(shè)定的死區(qū)為止。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的水電站功率快速調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于： 在步驟4中，區(qū)域功率控制中心根據(jù)風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)、小水電負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，形 成日前發(fā)電計(jì)劃曲線(xiàn)，并按照該發(fā)電計(jì)劃曲線(xiàn)將有功負(fù)荷按照不同的優(yōu)先級(jí)及比例分配給 參與聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行的各個(gè)小水電站，通過(guò)保證小水電站的匯集變電站的母線(xiàn)電壓在額定運(yùn) 行范圍內(nèi)，不超越變電站母線(xiàn)電壓高限和低限，確定水電站高壓母線(xiàn)電壓的目標(biāo)指令。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK104124707SQ201410352732
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】武晉輝, 肖永, 焦邵華, 陳曉謹(jǐn), 陳建國(guó), 文賢馗, 黃文偉, 劉洪文 申請(qǐng)人:北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司, 貴州電網(wǎng)公司