一种新能源场站快速频率响应与AGC指令协调叠加试验方法及相关装置与流程

本发明属于有功功率协调控制试验，更具体地，涉及一种新能源场站快速频率响应与agc指令协调叠加试验方法、新能源场站快速频率响应与agc指令协调叠加试验装置、叠加试验设备、计算机可读存储介质。

背景技术：

1、随着风电、光伏等新能源场站大规模并网运行，电力系统对新能源场站参与频率调节和有功功率控制的能力提出了更高要求。现有新能源场站通常同时配置快速频率响应功能和agc自动发电控制功能，前者根据电网频率变化快速调节场站有功出力，后者根据调度侧下发的功率目标持续调整场站运行功率，两类控制功能均作用于场站有功功率控制链路，因此需要通过协调叠加试验验证其共同作用时的控制性能。

2、相关技术中，试验一般通过施加模拟频率扰动并配合下发agc增、减功率指令，结合并网点有功功率曲线进行协调性判断。然而，由于部分场站agc装置缺少供外部测试设备直接获取指令触发时刻的接口，且并网点有功功率反映的是两类控制共同作用后的综合结果，导致agc事件与功率响应难以准确进行时间对应，尤其在两类控制方向相反时，难以区分正常功率抵消与控制响应异常，影响试验结果的准确判定。

3、因此，需要一种能够统一记录两类控制事件并对叠加响应进行时序化分析的试验方法，以准确判定快速频率响应与agc控制之间的协调关系。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种新能源场站快速频率响应与agc指令协调叠加试验方法、新能源场站快速频率响应与agc指令协调叠加试验装置、叠加试验设备、计算机可读存储介质，以准确判定快速频率响应与agc控制之间的协调关系。

2、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种新能源场站快速频率响应与agc指令协调叠加试验方法，包括：

3、s1，建立统一试验时间基准，采集新能源场站并网点有功功率、频率信号，并记录频率扰动事件和agc指令触发事件，形成统一时序数据；

4、s2，在预设一致性运行条件下，分别实施快速频率响应单作用试验和agc单作用试验，以各自主触发事件前的稳定有功功率为基准，获得快速频率响应基准功率变化轨迹和agc基准功率变化轨迹；

5、s3，根据频率扰动方向、agc调节方向及二者触发顺序生成协调叠加试验序列，使后一控制事件在前一控制过程结束前触发，并获得协调叠加实际功率轨迹及对应事件时刻；

6、s4，根据所述对应事件时刻对两种基准功率变化轨迹进行时间平移，并结合场站实际有功出力边界和agc目标形成协调叠加参考响应；按照统一时间轴将所述协调叠加实际功率轨迹与协调叠加参考响应进行比较，划分单控制作用阶段、双控制重叠阶段和扰动退出后的恢复阶段；其中，所述两种基准功率变化轨迹为所述快速频率响应基准功率变化轨迹和所述agc基准功率变化轨迹；

7、s5，根据各阶段的功率变化方向、响应保持关系及控制转换关系，分别判定同向叠加工况和反向叠加工况下的协调状态，并判定频率扰动退出后场站有功功率向有效agc控制目标的恢复衔接状态，输出协调叠加试验结果。

8、可选的，所述s1中记录agc指令触发事件，包括：

9、预先建立agc指令类型与事件标识之间的对应关系；

10、在执行agc功率设定操作时，将与所述agc功率设定操作同步发生的外部操作动作转换为事件标记；

11、采用与所述统一试验时间基准同步的事件记录通道记录所述事件标记的触发时刻，并将所述事件标记与对应的agc指令类型关联，以获得所述agc指令触发事件，而无需从agc装置内部通信链路读取agc指令数据。

12、可选的，所述s2中的预设一致性运行条件以及基准功率变化轨迹的选取至少根据试验前有功出力状态、场站限功率状态、频率扰动方向和agc调节方向确定；

13、其中，在进行协调叠加试验分析时，从已获得的快速频率响应基准功率变化轨迹和agc基准功率变化轨迹中，选取与当前协调叠加试验的运行状态和控制方向相匹配的基准功率变化轨迹作为参照数据。

14、可选的，当当前协调叠加试验的初始有功出力与对应单作用试验的初始有功出力不一致时，根据当前场站实际有功出力与允许有功上限之间的增功率裕度以及当前场站实际有功出力与允许有功下限之间的减功率裕度，对所选取的基准功率变化轨迹进行边界修正；

15、所述边界修正用于限制超出当前实际可调裕度的功率变化部分，而保持未达到所述实际可调裕度边界的基准响应变化过程。

16、可选的，所述s3中生成协调叠加试验序列，包括：

17、将频率上扰或频率下扰分别与agc增功率指令或agc减功率指令进行组合，并分别设置频率扰动先于agc指令触发以及agc指令先于频率扰动触发的试验时序；

18、根据快速频率响应对应的有功功率调节方向与agc指令对应的有功功率调节方向，将所述协调叠加试验序列划分为同向叠加工况和反向叠加工况；

19、控制后一控制事件的触发时刻位于前一控制事件对应的控制响应尚未结束的时间范围内，以形成双控制重叠区间。

20、可选的，所述步骤s4和步骤s5包括：

21、在单控制作用阶段，判断第一控制事件触发后的实际功率变化方向是否与对应的单作用基准功率变化方向一致；

22、在双控制重叠阶段，对于同向叠加工况，判断第二控制事件触发后实际有功功率是否保持与两类控制要求一致的变化方向，并判断第一控制事件形成的已有响应是否发生异常中断、提前退出或反向回撤；对于反向叠加工况，根据经时间平移后的两种基准功率变化轨迹所形成的叠加作用趋势，判断实际有功功率的变化减弱、保持或反向变化是否属于两类控制作用的正常抵消；

23、在扰动退出后的恢复阶段，判断快速频率响应对应的功率变化退出过程中，场站有功功率是否连续向当前有效的agc控制目标过渡。

24、可选的，对于同一协调叠加工况进行至少两次重复试验，并对各次重复试验的试验前有功出力状态、两类控制事件的实际触发时间间隔、第一控制事件触发后的初始功率响应、第二控制事件触发后的功率变化方向以及频率扰动退出后的功率恢复过程进行一致性校核；

25、当任一次重复试验的试验前有功出力状态或两类控制事件的实际触发时间间隔超出预设一致性范围时，将该次重复试验标记为非同条件试验，并排除于同条件试验结果的合并协调判定。

26、本技术还提供一种新能源场站快速频率响应与agc指令协调叠加试验装置，包括：

27、事件采集模块，用于建立统一试验时间基准，采集新能源场站并网点有功功率、频率信号，并记录频率扰动事件和agc指令触发事件，形成统一时序数据；

28、基准建立模块，用于在预设一致性运行条件下，分别实施快速频率响应单作用试验和agc单作用试验，以各自主触发事件前的稳定有功功率为基准，获得快速频率响应基准功率变化轨迹和agc基准功率变化轨迹；

29、叠加执行模块，用于根据频率扰动方向、agc调节方向及二者触发顺序生成协调叠加试验序列，使后一控制事件在前一控制过程结束前触发，并获得协调叠加实际功率轨迹及对应事件时刻；

30、参考构建模块，用于根据所述对应事件时刻对两种基准功率变化轨迹进行时间平移，并结合场站实际有功出力边界和agc目标形成协调叠加参考响应；按照统一时间轴将所述协调叠加实际功率轨迹与协调叠加参考响应进行比较，划分单控制作用阶段、双控制重叠阶段和扰动退出后的恢复阶段；其中，所述两种基准功率变化轨迹为所述快速频率响应基准功率变化轨迹和所述agc基准功率变化轨迹；

31、协调判定模块，用于根据各阶段的功率变化方向、响应保持关系及控制转换关系，分别判定同向叠加工况和反向叠加工况下的协调状态，并判定频率扰动退出后场站有功功率向有效agc控制目标的恢复衔接状态，输出协调叠加试验结果。

32、本技术还提供一种叠加试验设备，包括：

33、存储器，用于存储计算机程序；

34、处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述的协调叠加试验方法的步骤。

35、本技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的协调叠加试验方法的步骤。

36、具有以下有益效果：

37、通过建立统一试验时间基准，将频率扰动事件、agc指令触发事件与场站有功功率响应进行同步关联，并基于快速频率响应和agc单作用基准轨迹构建协调叠加参考响应，实现对两类控制作用在不同触发顺序及调节方向下的分阶段分析，能够准确区分正常叠加、反向抵消及异常响应，同时评价频率扰动退出后与agc持续控制之间的衔接状态，提高协调试验结果的准确性和可追溯性。