專利名稱：一種基于電壓運行狀態(tài)的風電場電壓控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于電壓運行狀態(tài)的風電場電壓控制方法，屬于電カ系統(tǒng)自動電壓控制技術領域。
背景技術：
近年來頻頻發(fā)生風電場內(nèi)風機因電壓問題 而脫網(wǎng)，而在風電場內(nèi)搭設自動電壓控制系統(tǒng)被認為是解決風電場電壓問題的一個有效手段。風電場自動電壓控制，即是利用風電場內(nèi)的風機，靜態(tài)無功補償裝置，靜態(tài)無功發(fā)生器，等設備來完成風電場內(nèi)無功電壓的安全優(yōu)化控制。但不同于水火電廠，風電場在電壓控制上具有多個控制目標風電場內(nèi)自動電壓控制系統(tǒng)不僅需要完成調(diào)度中心下發(fā)的對風電場并網(wǎng)點電壓的控制目標(通常為風電場升壓站高壓母線電壓)，更要保證場內(nèi)不同地方的各臺風機的機端電壓均在安全范圍內(nèi)，而目前我國大部分風機的機端電壓安全運行范圍為額定電壓的±10%，相比水火電機組，對電壓的要求更為苛刻。并且由于風電場具有網(wǎng)絡特點，在保證全網(wǎng)電壓合格的基礎上，也要保證風電場內(nèi)電カ網(wǎng)絡的無功分布合理。但現(xiàn)有風電場內(nèi)自動電壓控制系統(tǒng)，往往僅以風電場并網(wǎng)點電壓為控制目標，缺乏對風機機端電壓的控制，且未考慮風電場內(nèi)無功分布是否合理。在本文所述控制方法中，涉及到電壓標幺值的概念，何仰贊，溫增銀在《電カ系統(tǒng)分析(上冊)》(華中科技大學出版社2002年I月，第三版，pp. 35-43)提到，標么制是相對
単位制的ー種，在標么制中各物理量都用標么值表示。標么值定義由下式給出。
權利要求
1.一種基于電壓運行狀態(tài)的風電場電壓控制方法，其特征在于該方法包括以下步驟 (1)設風電場并入電網(wǎng)的并網(wǎng)點電壓的實際值為FfW，電網(wǎng)區(qū)域調(diào)度中心下發(fā)的并網(wǎng)點電壓控制目標值為4 電壓合格閾值為vDead，對風電場并入電網(wǎng)的并網(wǎng)點電壓狀態(tài)進行判斷，若丨f i< ，則風電場并網(wǎng)點電壓處于正常狀態(tài)，若I「》Re+f ++++++ITU! !>,則風電場并網(wǎng)點電壓處于追蹤狀態(tài)； (2)設風電場的各風機機端電壓值的標么值為\，風機機端電壓值的安全參考值的標幺值為Hff，巧"=I*設I、n2、n3為三個判斷值，且o〈 n2〈 n3〈o. I,對風電場內(nèi)各風機的電壓狀態(tài)進行判斷，若I Vlj -++義嚴Kz7l 則風機機端電壓處于正常狀態(tài)，若% <1 ro - Vtf |< Ih *則風機機端電壓處于閉鎖狀態(tài)，若％ <| F0, - V^f 1< / ,則風機機端電壓處于校正狀態(tài),若％ <\ Vg 1,則風機機端電壓處于緊急校正狀態(tài)； (3)當風電場內(nèi)所有風機的機端電壓處于閉鎖狀態(tài)或正常狀態(tài)，且風電場并網(wǎng)點電壓為正常狀態(tài)時，則進行以下控制 (3-1)實時測量風電場升壓站內(nèi)所有主變壓器低壓母線處的無功功率，設無功功率由低壓母線流向主變壓器為低壓母線處的無功功率的正方向，所有低壓母線處的無功功率中的最大值為tc' *最小值為CC ’若奴T W < O，則判斷出現(xiàn)無功功率從一臺主變壓器低壓側流向另一臺主變壓器變低壓側，稱為跨主變壓器無功環(huán)流，進行步驟(3-2)，若c r X > O，則不出現(xiàn)跨主變壓器無功環(huán)流，完成控制； (3-2)定義與無功功率最大值最小值相對應的兩條低壓母線之間的跨主變壓器無功環(huán)流量為Q& =，設風電場內(nèi)p臺靜態(tài)無功補償裝置或靜態(tài)無功發(fā)生器中第k臺的當前無功功率為Qsvca,無功功率的上限值和下限值分別為和CTto，則第k臺靜態(tài)無功補償裝置或靜態(tài)無功發(fā)生器的無功功率的向上可調(diào)裕度為cer =Q2；T ++++++ttv,,，無功功率的向下可調(diào)裕度為=IC'"++++++Clt; (3-3)分別計算風電場內(nèi)所有靜態(tài)無功補償裝置或靜態(tài)無功發(fā)生器的無功功率的向上可調(diào)裕度和向下可調(diào)裕度，從與無功功率最大值相對應的低壓母線下，選擇無功功率向下可調(diào)裕度最大的靜態(tài)無功補償裝置或靜態(tài)無功發(fā)生器，并記該靜態(tài)無功補償裝置或靜態(tài)無功發(fā)生器的無功功率向下可調(diào)裕度值為Ccrw*，從與無功功率最小值0=相對應的低壓母線下選擇無功功率向上可調(diào)裕度最大的靜態(tài)無功補償裝置或靜態(tài)無功發(fā)生器，并記該靜態(tài)無功補償裝置或靜態(tài)無功發(fā)生器的無功功率向上可調(diào)裕度值為CSjnw，設靜態(tài)無功補償裝置或靜態(tài)無功發(fā)生器的無功功率的調(diào)節(jié)量為y:: s (3-4)對步驟(3-3)中選擇的無功功率向下可調(diào)裕度最大的靜態(tài)無功補償裝置或靜態(tài)無功發(fā)生器下達降低無功功率的控制指令，降低的無功功率值為上述CCv，對步驟(3-3)中選擇的無功功率向上可調(diào)裕度最大的靜態(tài)無功補償裝置或靜態(tài)無功發(fā)生器下達增加無功功率的控制指令，增加的無功功率值為上述^f ; (4)當風電場內(nèi)所有風機的機端電壓處于閉鎖狀態(tài)或正常狀態(tài)，且風電場并網(wǎng)點電壓為追蹤狀態(tài)時，進行以下控制 設風電場內(nèi)每臺風機的無功功率對風電場并網(wǎng)點電壓的靈敏度的平均值為，靈敏度放大系數(shù)為N1, N1的取值為1-16的整數(shù)，每臺靜態(tài)無功補償裝置或靜態(tài)無功發(fā)生器對風電場并網(wǎng)點電壓的靈敏度的平均值為<5=，靈敏度放大系數(shù)為N2, N2的取值為1-16的整數(shù)，設風電場有n臺風機和p臺靜態(tài)無功補償裝置或靜態(tài)無功發(fā)生器，n臺風機中的第i臺風機的當前無功功率為n臺風機的無功功率上限值和下限值分別為和，p臺靜態(tài)無功補償裝置或靜態(tài)無功發(fā)生器中的第j臺的無功功率為Qsvcu，第j臺靜態(tài)無功補償裝置或靜態(tài)無功發(fā)生器無功功率的上限值和下限值分別為泛和，設第i臺風機的無功功率控制目標值為第j臺靜態(tài)無功補償裝置或靜態(tài)無功發(fā)生器的無功功率控制目標值為d: 若￡0 則將因電壓偏低處于閉鎖狀態(tài)的風機和正常狀態(tài)的風機的無功功 率當前值調(diào)整為無功功率控制目標值
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于電壓運行狀態(tài)的風電場電壓控制方法，屬于電力系統(tǒng)自動電壓控制技術領域。本方法依據(jù)風電場并網(wǎng)點電壓和風機機端電壓定義了風電場的八種狀態(tài)。依據(jù)風電場的不同狀態(tài)，執(zhí)行三種相應的電壓控制策略，以實現(xiàn)三個不同的控制目標，即控制風電場內(nèi)所有風機的機端電壓均在安全范圍內(nèi)，完成調(diào)度中心下發(fā)的風電場并網(wǎng)點電壓控制目標以及消除風電場內(nèi)跨主變壓器無功環(huán)流Qcir。本方法可集成在現(xiàn)場運行的風電場自動電壓控制系統(tǒng)中，使該系統(tǒng)能夠?qū)崟r根據(jù)風電場的電壓狀態(tài)，實施最適宜的控制策略，以實現(xiàn)不同的控制需求。
文檔編號H02J3/18GK102769299SQ20121022844
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權日2012年7月2日
發(fā)明者劉翊楓, 吳文傳, 孫宏斌, 張伯明, 湯磊, 王彬, 郭慶來, 陳銳 申請人:清華大學