一种一次调频减载运行拓扑结构

技术领域

本发明属于光伏发电站一次调频技术领域，尤其涉及一种一次调频减载运行拓扑结构。具体是一次调频专用通道设置、减载储能装置、频率检测模块而形成的一次调频闭锁运行拓扑结构。

背景技术

减载水平的设置将影响光伏发电站参与一次调频的效果。在光照变弱时，光伏电站减载水平降低，减少了参与一次调频的备用容量，其参与一次调频的能力将减弱。在光照变强时，光伏电站减载水平增加，增加了参与一次调频的备用容量，其参与一次调频的能力也将变强。当大规模光伏电站接入孤立电网时，将导致系统惯性降低，调频能力不足，影响电网的安全稳定运行。

现有光伏发电站拓扑结构和参与一次调频存在很多缺陷，有的箱测控反馈值刷新频率缓慢，或者未安装频率检测模块，负荷很难满足一次调频的需要。还有许多拓扑结构经过数采测控装置接到远动再传输回接收调频装置或AGC系统，由于上传数据量过大及反馈时间过长而造成调节时间远远达不到参与一次调频的目标。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种一次调频减载运行拓扑结构。其目的是为了实现针对光伏电站的功率控制方式，增强光伏电站的减载水平，使光伏电站参与系统的一次调频，减小了系统频率的变化量，提高了功率输出的稳定性；缩短数据传输量造成的时间损耗，有效的提高系统响应调节时间的发明目的。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种一次调频减载运行拓扑结构，包括主机，在主机和远动装置之间连接有频率监测模块，频率监测模块的输出端通过电流输入方式连接触发式故障录波装置的输入端，触发动作过程通过TCP104反馈回故障录波装置；主机的末端通过专用通道藕接储能装置缓存单元，储能装置的输出端连接负载及电网。

所述拓扑结构还设有测控数采装置，测控数采装置设有预留口，连接控制系统；所述测控数采装置设有专用通道触发判断程序，判断电网频率是否达到一次调频范围，作为启动专用通道的判定依据。

所述专用通道为一次调频专用通道，优化报文轮询机制，触发时上传实时有功。

所述频率监测模块，包括系统一次调频功能闭锁/叠加逻辑算法，当检测到电网频率超出一次调频阈值时，对频率调节量与有功功率调节值进行叠加，同时锁定反向有功功率调节指令。

所述一次调频功能闭锁/叠加逻辑算法，设置系统一次调频死区、调差参数、通道开启逻辑算法及响应幅值。

所述频率监测模块，用来监测电网实时频率，将104+接入远动装置输入端口，将104-接到主机输入端口；所述频率监测模块下配备故障录波装置，记录一次调频响应动作事件的动作次数、响应时间及调差波形，记录数据内容包括当前系统频率、总有功等相关信息。

所述故障录波装置为触发式故障录波装置，包括一次调频触发存储器，记录响应事件动作次数；专用通道启动后，测控数采装置收到的第一次调节反馈值为一次动作次数、阈值及报备有功曲线预测数据。

所述储能装置连接主机输出端口与专用通道之间，并修正主机点表，上传实时有功值；增加一次调频判定逻辑，正常运行时关闭专用通道点表接收，当频率监测模块监测到系统频率达动作门槛时启用专用通道。

一种一次调频减载运行拓扑装置，包括：

存储器，存储有计算机程序；

处理器，执行所述计算机程序。

其中，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现所述的任拓扑结构的步骤。

一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种一次调频减载运行拓扑结构的步骤。

本发明具有以下有益效果及优点：

本发明根据国标要求，对光伏电站一次调频功能实现的技术方案进行深入分析，优化了光伏发电站的拓扑结构和相应的硬件设备。本发明针对光伏电站的功率控制方式，增强光伏电站的减载水平，使光伏电站参与系统的一次调频，减小了系统频率的变化量，提高了功率输出的稳定性；缩短数据传输量造成的时间损耗，有效的提高系统响应调节时间，具有较强的实用性。

本发明还具有以下功能和作用：

1.一次调频有功功率—频率特性，调节光伏发电站站有功功率输出值，实现快速频率响应功能。一次调频期间的死区、调差率及功率响应幅值可调。

2.一次调频触发时处于完全闭锁运行。

3.一次调频快速响应。

4.具备数据监测和录波功能，可以实时记录光伏电站并网点信息及一次调频期间逆变器的运行状态和反馈情况。

5.监测电网频率。

6.判断电网频率是否达到调频范围，判断系统频率是否到达动作门槛。

7.记录功能：记录快速频率响应的总动作次数、总动作时间等信息。

8.模拟测试功能：具有快速频率响应模拟测试功能，模拟电网频率变化，测试一次调频快速响应功能。

9.数据上传功能：快速频率响应动作次数、动作数据及相关遥测、遥信及故障信息等应向上一级系统上传。

附图说明

本发明的上述和或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一次调频闭锁运行拓扑图；

图2为本发明频率监测模块输入输出接线图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1和图2描述本发明一些实施例的技术方案。

实施例1

本发明是一种一次调频减载运行拓扑结构，如图1所示，图1为本发明一次调频闭锁运行拓扑图，如图中加粗箭头部分所示。

本发明一次调频减载运行拓扑结构应用于光伏发电站，其包括：频率监测模块、一次调频录波模块及专用通道及储能装置。

本发明具体是在远动装置和主机之间连接有频率监测模块，频率监测模块的输出端通过电流输入方式连接触发式故障录波装置的输入端，触发动作过程通过TCP104反馈回故障录波装置.

主机的末端通过专用通道藕接储能装置缓存单元，储能装置的输出端连接负载及电网

本发明具有一次调频通道触发机制、一次调频闭锁运行功能、减载运行功能、一次调频频率检测及判定触发及一次调频快速响应调节通道，能够提高一次调频减载水平和静态特性输出。

本发明较传统的拓扑结构增加了频率监测模块，并增加系统一次调频闭锁/叠加逻辑算法，当检测到电网频率超出一次调频阈值时，对频率调节量与有功功率调节值进行叠加，同时锁定反向有功功率调节指令。

本发明预留有一次调频专用通道，优化报文轮询机制，触发时只是上传实时有功，与原有上传通道并存。测控数采装置有预留口可以直接连接控制系统，未预留加装CPU和连接口。并增加专用通道触发判断程序，判断电网频率是否达到一次调频范围，作为启动专用通道的判定依据。

本发明还增加了一次调频录波模块，完善相关遥测、遥信。增加一次调频触发存储器记录响应事件动作次数。专用通道启动后，测控数采装置收到的第一次调节反馈值为一次动作次数、阈值及报备有功曲线预测等相关数据。

本发明还增加储能装置，利用调频模块，在电网频率升高时，限制的逆变器单元的电能存储于储能装置中。当然系统频率升高只是小概率事件，可以设定其他存储方式。在电网频率下降时，释放能量并快速提高有功功率输出能力。

实施例2

本实施例提供了一种一次调频减载运行拓扑结构，除上述实施例的技术特征，本实施例进一步包括以下技术特征。

1.在远动装置和主机之间加装有频率监测模块，用来监测电网实时频率，直接将104+接入远动装置输入端口，将104-接到主机输入端口。

2.主机添加一次调频功能闭锁/叠加逻辑算法，设置系统一次调频死区、调差参数、通道开启逻辑算法及响应幅值。

3.频率监测模块下配备触发式故障录波装置，记录一次调频响应动作事件的动作次数、响应时间及调差波形，记录数据内容包括当前系统频率、总有功等相关信息。

4.在主机末端增加储能装置，将主机输出端口与专用通道连接，并修正主机点表，只上传实时有功值，并增加一次调频判定逻辑，正常运行时关闭专用通道点表接收，当频率监测模块监测到系统频率达动作门槛时启用专用通道。

5.增加保护与告警功能，针对一次调频快速响应提供必要的保护告警信号，防止因采样异常、电压波动、单一短路等引起瞬时频率突变而造成的误动作。

实施例3

本实施例提供了一种一次调频减载运行拓扑结构，适用于光伏发电站一次调频。具体包括以下步骤：

步骤1.增加频率监测模块；

步骤2.增加交换机和连接端口，修改点表为实时有功；

步骤3.增加储能装置；

步骤4.增加故障录波装置；

步骤5.储能装置与主机之间通讯方式与原始通讯方式可以不一致。

本实施例的拓扑方法采用如本发明任一实施例所述的一次调频减载运行拓扑结构，其具有如本发明任一实施例所述的全部有益效果。

实施例4

本实施例提供了一种所述拓扑装置，包括：存储器，存储有计算机程序。处理器，执行所述计算机程序。

其中，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现如本发明任一实施例所述的拓扑方法的步骤。

本实施例的所述拓扑装置采用如本发明任一实施例所述的拓扑方法，其具有如本发明任一实施例所述的全部有益效果。

实施例5

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例3所述的一种一次调频减载运行拓扑方法的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。