330kV風電場匯集變電站電壓控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種330kV風電場匯集變電站電壓控制方法，包括以下步驟：風電場匯集站控制進行電壓越限判斷，當電壓越限時啟動控制策略，滿足設(shè)定范圍即刻結(jié)束控制；下級執(zhí)行站縱向調(diào)節(jié)；330kV風電場匯集站或子站協(xié)調(diào)控制進行橫向調(diào)節(jié)，從而完成控制。在保障電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的前提下，實現(xiàn)提高電網(wǎng)對新能源的接納及送出能力，減小棄風，提高新能源上網(wǎng)電量的目的。
【專利說明】330kV風電場匯集變電站電壓控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及規(guī)模化新能源發(fā)電過程中無功電壓控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種330kV風電場匯集變電站電壓控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]我國風電進入規(guī)?；l(fā)展階段以后所產(chǎn)生的大型新能源基地多數(shù)位于“三北地區(qū)”(西北、東北、華北)，大型新能源基地一般遠離負荷中心，其電力需要經(jīng)過長距離、高電壓輸送到負荷中心進行消納。以甘肅電網(wǎng)為例，截至2014年4月，甘肅電網(wǎng)并網(wǎng)風電裝機容量已達707萬千瓦，約占甘肅電網(wǎng)總裝機(3500萬千瓦)容量的20.2%，成為僅次于火電的第二大主力電源；光伏發(fā)電裝機容量已達到435萬千瓦，約占甘肅電網(wǎng)總裝機容量的12.4%,同時甘肅成為我國光伏裝機規(guī)模最大的省份。目前，甘肅電網(wǎng)風電、光伏發(fā)電裝機約占甘肅電網(wǎng)總裝機容量的1/3。
[0003]由于風、光資源的間歇性、隨機性和波動性，風電出力的波動性會導(dǎo)致大型風電場電壓出現(xiàn)相應(yīng)波動。當風電場發(fā)生電壓較大擾動時，若沒有足夠的動態(tài)無功支撐，將引起風電場電壓跌落。目前，風機本身的低電壓耐受能力十分有限，此時風電機組出于自身的保護，往往采取自動切除的方式，造成系統(tǒng)有功失衡，影響系統(tǒng)穩(wěn)定；同時，異步發(fā)電機，不具備維持和調(diào)節(jié)機端電壓水平的能力，在運行時還要從系統(tǒng)吸收無功功率，因此電壓穩(wěn)定性問題比較突出。
[0004]當系統(tǒng)電壓跌落后，如果電網(wǎng)不能提供足夠的無功，基于異步發(fā)電機的風電機組機端電壓無法重建，導(dǎo)致整個風電場中所有異步風電機組的超速保護或者低電壓保護動作切除風電機組；若保護無法正常動作，由于風電機組的機端電壓無法重建，則會引起風電場甚至區(qū)域電網(wǎng)暫態(tài)電壓失穩(wěn)。由于交流聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整個電網(wǎng)的電壓和頻率之間相互影響、酒泉地區(qū)風電出力大幅度變化必然引起整個系統(tǒng)的電壓、頻率波動，導(dǎo)致事故進一步擴大。2011年甘肅電網(wǎng)發(fā)生的三次較大規(guī)模風機脫網(wǎng)事故就是由于上述原因造成的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種330kV風電場匯集變電站電壓控制方法，以實現(xiàn)提高電網(wǎng)對新能源的接納及送出能力，減小棄風，提高新能源上網(wǎng)電量的優(yōu)點。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種330kV風電場匯集變電站電壓控制方法，包括以下步驟:
步驟一、風電場匯集站控制進行電壓越限判斷，當電壓越限時啟動控制策略，滿足設(shè)定范圍即刻結(jié)束控制；
步驟二、下級執(zhí)行站縱向調(diào)節(jié)；
步驟三、330kV風電場匯集站或子站協(xié)調(diào)控制進行橫向調(diào)節(jié)，從而完成控制。
[0007]優(yōu)選的，所述步驟一具體為以子站高壓側(cè)電壓U2作為切入點，根據(jù)控制要求，330kV風電場匯集站電壓控制范圍為352 kV?360 kV。
[0008]優(yōu)選的，所述步驟二具體為:
啟動縱向調(diào)節(jié)，由子站向下級執(zhí)行站下發(fā)調(diào)節(jié)命令；
當U2 < 352kV時，且本站調(diào)節(jié)措施用盡時，下發(fā)命令控制靈敏度最高的執(zhí)行站調(diào)節(jié)SVC/SVG，增發(fā)其容性無功補償容量，以執(zhí)行站電壓約束以及SVC/SVG容量為限，直到U2 >352 kV為止；若執(zhí)行站SVC/SVG無功調(diào)節(jié)容量用盡且U2< 352kV，則下發(fā)命令控制靈敏度最高的執(zhí)行站調(diào)節(jié)風電場無功出力，以執(zhí)行站電壓約束、風機的機端電壓約束以及風機無功調(diào)節(jié)極限為限，直到U2 > 352 kV為止；若風電場無功出力調(diào)節(jié)容量用盡且U2 < 352kV,則再次下發(fā)命令控制靈敏度次高的執(zhí)行站進行調(diào)節(jié)；如此按照控制靈敏度由高至低的順序依次調(diào)節(jié)執(zhí)行站，直至U > 352 kV為止；
當U2 > 360kV，且本站調(diào)節(jié)措施用盡時，下發(fā)命令控制靈敏度最高的執(zhí)行站調(diào)節(jié)SVC/SVG，增發(fā)其感性無功補償容量，以執(zhí)行站電壓約束以及SVC/SVG容量為限，直到U2 < 360kV為止；若執(zhí)行站SVC/SVG調(diào)節(jié)容量用盡且U2 > 360kV，則下發(fā)命令控制靈敏度最高的執(zhí)行站調(diào)節(jié)風電場無功出力，以執(zhí)行站電壓約束、風機的機端電壓約束以及風機無功調(diào)節(jié)極限為限，直到U2 < 360kV為止；若風電場無功出力調(diào)節(jié)容量用盡且U2 > 360kV，則繼續(xù)下發(fā)命令控制靈敏度次高的執(zhí)行站進行調(diào)節(jié)；如此按照控制靈敏度由高至低的順序依次調(diào)節(jié)執(zhí)行站，直至U2 < 360kV為止。
[0009]優(yōu)選的,所述步驟三具體為:
當目標控制子站電壓越限，且縱向調(diào)節(jié)措施用盡時，向主站發(fā)出申請橫向協(xié)調(diào)控制，主站下令調(diào)節(jié)控制靈敏度最高的一個其余A類子站即協(xié)調(diào)控制子站，該協(xié)調(diào)控制子站下令控制其下屬執(zhí)行站，即按照靈敏度由高至低依次調(diào)節(jié)執(zhí)行站的風電場無功出力和SVC/SVG ；若靈敏度最高的協(xié)調(diào)控制子站調(diào)控完畢后目標控制子站電壓仍越限，則下令調(diào)節(jié)控制靈敏度次高的一個其余A類子站即協(xié)調(diào)控制子站；如此按照控制靈敏度由高至低的順序依次調(diào)節(jié)其余A類子站，直至目標控制子站U2滿足352 kV < U2 < 360kV范圍為止。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果:
本發(fā)明的技術(shù)方案通過對風電場的電壓進行調(diào)控，當子站電壓越限時，首先進行子站就地控制，其次考慮下級執(zhí)行站調(diào)控，同時考慮風電場匯集站之間的協(xié)調(diào)控制。子站作為風電控制的中樞環(huán)節(jié)，在起到紐帶作用的同時完成對整個區(qū)域的協(xié)調(diào)控制。通過分級調(diào)控。在保障電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的前提下，實現(xiàn)提高電網(wǎng)對新能源的接納及送出能力，減小棄風，提高新能源上網(wǎng)電量的目的。
[0011]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明實施例所述的330kV風電場匯集變電站電壓控制方法的流程圖；
圖2為U2 < 352kV時風電場控制子站縱向調(diào)節(jié)流程圖；
圖3為U2 > 360kV時風電場控制子站縱向調(diào)節(jié)流程圖；
圖4為風電場控制子站橫向調(diào)節(jié)流程圖。

【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]如圖1所示，電壓越限判斷:
風電場匯集站控制(二級電壓控制)以子站高壓側(cè)電壓U2作為切入點，根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，330kV風電場匯集站電壓控制范圍為352?360kV。當電壓越限時啟動控制策略，滿足范圍即刻結(jié)束控制。
[0015]縱向調(diào)節(jié)(下級執(zhí)行站調(diào)節(jié)):
當330kV風電場匯集站電壓U2越限時，首先啟動縱向調(diào)節(jié)，由子站向下級執(zhí)行站下發(fā)調(diào)節(jié)命令。具體如圖2所示，:
當U2 < 352kV時，且本站調(diào)節(jié)措施用盡時，下發(fā)命令控制靈敏度最高的執(zhí)行站調(diào)節(jié)SVC/SVG，增發(fā)其容性無功補償容量，以執(zhí)行站電壓約束以及SVC/SVG容量為限，直到U2滿足范圍為止；若執(zhí)行站SVC/SVG無功調(diào)節(jié)容量用盡且U2 < 352kV，則下發(fā)命令控制靈敏度最高的執(zhí)行站調(diào)節(jié)風電場無功出力，以執(zhí)行站電壓約束、風機機端電壓約束以及風機無功調(diào)節(jié)極限為限，直到U2滿足范圍為止；若風電場無功出力調(diào)節(jié)容量用盡且U2 < 352kV，則下發(fā)命令控制靈敏度次高的執(zhí)行站進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方式同上；如此按照控制靈敏度由高至低的順序依次調(diào)節(jié)執(zhí)行站，直至U2滿足范圍為止。
[0016]如圖3所示，當U2 > 360kV，且本站調(diào)節(jié)措施用盡時，下發(fā)命令控制靈敏度最高的執(zhí)行站調(diào)節(jié)SVC/SVG，增發(fā)其感性無功補償容量，以執(zhí)行站電壓約束以及SVC/SVG容量為限，直到U2滿足范圍為止；若執(zhí)行站SVC/SVG調(diào)節(jié)容量用盡且U2 > 360kV，則下發(fā)命令控制靈敏度最高的執(zhí)行站調(diào)節(jié)風電場無功出力，以執(zhí)行站電壓約束、風機機端電壓約束以及風機無功調(diào)節(jié)極限為限，直到U2滿足范圍為止；若風電場無功出力調(diào)節(jié)容量用盡且U2 >360kV，則下發(fā)命令控制靈敏度次高的執(zhí)行站進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方式同上；如此按照控制靈敏度由高至低的順序依次調(diào)節(jié)執(zhí)行站，直至U2滿足范圍為止。
[0017]橫向調(diào)節(jié)(其余330kV風電場匯集站/子站協(xié)調(diào)控制):
當目標控制子站電壓越限，且縱向調(diào)節(jié)措施用盡時，向主站發(fā)信申請橫向協(xié)調(diào)控制。如圖4所示，主站下令調(diào)節(jié)控制靈敏度最高的一個其余A類子站(協(xié)調(diào)控制子站)，該協(xié)調(diào)控制子站下令控制其下屬執(zhí)行站，方法同2)中縱向調(diào)節(jié)的方法一致，即按照靈敏度由高至低依次調(diào)節(jié)執(zhí)行站的風電場無功出力和SVC/SVG ;若靈敏度最高的協(xié)調(diào)控制子站調(diào)控完畢后目標控制子站電壓仍越限，則下令調(diào)節(jié)控制靈敏度次高的一個其余A類子站(協(xié)調(diào)控制子站)；如此按照控制靈敏度由高至低的順序依次調(diào)節(jié)其余A類子站，直至目標控制子站U2滿足范圍為止。
[0018]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種330”風電場匯集變電站電壓控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、風電場匯集站控制進行電壓越限判斷，當電壓越限時啟動控制策略，滿足設(shè)定范圍即刻結(jié)束控制； 步驟二、下級執(zhí)行站縱向調(diào)節(jié)； 步驟三、330”風電場匯集站或子站協(xié)調(diào)控制進行橫向調(diào)節(jié)，從而完成控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的330”風電場匯集變電站電壓控制方法，其特征在于，所述步驟一具體為以子站高壓側(cè)電壓似作為切入點，根據(jù)控制要求，八類330”風電場匯集站電壓控制范圍為352 ”?360 ”。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的330”風電場匯集變電站電壓控制方法，其特征在于，所述步驟二具體為: 啟動縱向調(diào)節(jié)，由子站向下級執(zhí)行站下發(fā)調(diào)節(jié)命令； 當似? 352”時，且本站調(diào)節(jié)措施用盡時，下發(fā)命令控制靈敏度最高的執(zhí)行站調(diào)節(jié)增發(fā)其容性無功補償容量，以執(zhí)行站電壓約束以及容量為限，直到?352 ”為止；若執(zhí)行站無功調(diào)節(jié)容量用盡且似? 352”，則下發(fā)命令控制靈敏度最高的執(zhí)行站調(diào)節(jié)風電場無功出力，以執(zhí)行站電壓約束、風機的機端電壓約束以及風機無功調(diào)節(jié)極限為限，直到? 352 ”為止；若風電場無功出力調(diào)節(jié)容量用盡且[2 ? 352”，則再次下發(fā)命令控制靈敏度次高的執(zhí)行站進行調(diào)節(jié)；如此按照控制靈敏度由高至低的順序依次調(diào)節(jié)執(zhí)行站，直至V ? 352 ”為止； 當似? 360”，且本站調(diào)節(jié)措施用盡時，下發(fā)命令控制靈敏度最高的執(zhí)行站調(diào)節(jié)挪丨 增發(fā)其感性無功補償容量，以執(zhí)行站電壓約束以及容量為限，直到似? 360”為止；若執(zhí)行站5乂。舞調(diào)節(jié)容量用盡且? 360”，則下發(fā)命令控制靈敏度最高的執(zhí)行站調(diào)節(jié)風電場無功出力，以執(zhí)行站電壓約束、風機的機端電壓約束以及風機無功調(diào)節(jié)極限為限，直到? 360”為止；若風電場無功出力調(diào)節(jié)容量用盡且? 360”，則繼續(xù)下發(fā)命令控制靈敏度次高的執(zhí)行站進行調(diào)節(jié)；如此按照控制靈敏度由高至低的順序依次調(diào)節(jié)執(zhí)行站，直至? 360”為止。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的330”風電場匯集變電站電壓控制方法，其特征在于，所述步驟三具體為: 當目標控制子站電壓越限，且縱向調(diào)節(jié)措施用盡時，向主站發(fā)出申請橫向協(xié)調(diào)控制，主站下令調(diào)節(jié)控制靈敏度最高的一個其余纟類子站即協(xié)調(diào)控制子站，該協(xié)調(diào)控制子站下令控制其下屬執(zhí)行站，即按照靈敏度由高至低依次調(diào)節(jié)執(zhí)行站的風電場無功出力和；若靈敏度最高的協(xié)調(diào)控制子站調(diào)控完畢后目標控制子站電壓仍越限，則下令調(diào)節(jié)控制靈敏度次高的一個其余纟類子站即協(xié)調(diào)控制子站；如此按照控制靈敏度由高至低的順序依次調(diào)節(jié)其余八類子站，直至目標控制子站滿足352 ^ ? ^2 ? 360”范圍為止。
【文檔編號】H02J3/16GK104348163SQ201410530073
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】汪寧渤, 路亮, 黃華, 陟晶, 周強, 韓自奮, 徐陸飛, 冉亮, 騰賢亮 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)甘肅省電力公司, 甘肅省電力公司風電技術(shù)中心, 國電南瑞科技股份有限公司