一種大型風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)壓控制方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及的是一種大型風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)壓控制方法。解決了一般風(fēng)電場(chǎng)無法實(shí)現(xiàn)電壓的快速平穩(wěn)控制和動(dòng)態(tài)緊急支撐控制的問題。包括以下步驟：S1：檢測(cè)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓和三相電流并計(jì)算反饋功率；S2：根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓和三相電流得到風(fēng)電場(chǎng)的故障狀態(tài)位S，若S=0則轉(zhuǎn)至步驟S3；若S=1則轉(zhuǎn)至步驟S4；S3：進(jìn)行快速電壓控制；S4：進(jìn)行快速緊急支撐控制。本發(fā)明專利技術(shù)的有益效果是：通過風(fēng)電場(chǎng)的故障和非故障運(yùn)行狀態(tài)，將風(fēng)電場(chǎng)整場(chǎng)控制和場(chǎng)內(nèi)各臺(tái)機(jī)組的控制有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)了電壓的快速平穩(wěn)控制和動(dòng)態(tài)緊急支撐控制；充分利用了風(fēng)電機(jī)組的無功功率調(diào)節(jié)能力尤其是非故障狀態(tài)及故障前后的無功調(diào)壓能力，大大提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種大型風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)壓控制方法
本專利技術(shù)涉及風(fēng)電場(chǎng)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種大型風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)壓控制方法。
技術(shù)介紹
雙饋風(fēng)電機(jī)組無功電壓控制問題研究主要集中在功率特性分析、接入電網(wǎng)的無功電壓協(xié)調(diào)控制策略研究低電壓穿越過程中無功支撐調(diào)控策略等方面。其中，雙饋風(fēng)電機(jī)組的無功特性分析研究已較為成熟，使得充分利用風(fēng)電機(jī)組的無功調(diào)節(jié)能力實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)之間的無功協(xié)調(diào)控制成為可能。風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)控制不僅需要考慮正常運(yùn)行條件下，同時(shí)需要考慮故障時(shí)的無功電壓調(diào)節(jié)問題，以充分利用機(jī)組的無功能力實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)壓。但在目前，雙饋風(fēng)電機(jī)組的無功功率調(diào)節(jié)能力尤其是非故障狀態(tài)及故障前后的的無功調(diào)壓能力并未充分使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)解決一般風(fēng)電場(chǎng)無法實(shí)現(xiàn)電壓的快速平穩(wěn)控制和動(dòng)態(tài)緊急支撐控制的問題，提供了一種大型風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)壓控制方法。為了解決上述存在的技術(shù)問題，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：一種大型風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)壓控制方法，包括以下步驟：S1：檢測(cè)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓和三相電流并計(jì)算反饋功率；S2：根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓和三相電流得到風(fēng)電場(chǎng)的故障狀態(tài)位S，若S＝0則轉(zhuǎn)至步驟S3；若S＝1則轉(zhuǎn)至步驟S4；S3：進(jìn)行快速電壓控制；S4：進(jìn)行快速緊急支撐控制。作為上述方案的一種優(yōu)選方案，所述步驟S2中根據(jù)原始數(shù)據(jù)得到風(fēng)電場(chǎng)的故障狀態(tài)位的函數(shù)如下：其中，Upcc是風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓，S是風(fēng)電場(chǎng)故障狀態(tài)位，B是風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定指標(biāo)；S＝0時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)為非故障狀態(tài)；S＝1時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)為故障狀態(tài)。作為上述方案的一種優(yōu)選方案，所述步驟S3中的快速電壓控制包括以下步驟：S21：通過風(fēng)電機(jī)組出口電壓進(jìn)行初步無功調(diào)壓控制；S22：根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓和反饋的無功功率值進(jìn)行二次糾偏控制；S23：下發(fā)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各臺(tái)機(jī)組的無功指令參考值。步驟S22中反饋的無功功率值由步驟S1中的反饋功率轉(zhuǎn)換得到，二次糾偏控制用以實(shí)現(xiàn)整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓平穩(wěn)以及補(bǔ)充風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的無功損耗。作為上述方案的一種優(yōu)選方案，所述步驟S21中的初步無功調(diào)壓控制的目標(biāo)函數(shù)如下：Qj＝(1-Uj)*Ssc_j其中，Qj是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)第j臺(tái)機(jī)組的無功功率，Uj是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)第j臺(tái)機(jī)組出口端電壓值，Ssc_j是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)第j臺(tái)機(jī)組出口端短路容量。作為上述方案的一種優(yōu)選方案，所述步驟S4中的快速緊急支撐控制包括以下步驟：S31：根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓計(jì)算無功緊急支撐所需的無功調(diào)節(jié)量；S32：根據(jù)各臺(tái)機(jī)組的無功功率參考值將無功調(diào)節(jié)量分配至各臺(tái)機(jī)組；S33：對(duì)各臺(tái)機(jī)組進(jìn)行超限判斷處理；S34：對(duì)風(fēng)電場(chǎng)中各臺(tái)機(jī)組進(jìn)行重整處理。作為上述方案的一種優(yōu)選方案，所述步驟S31中無功調(diào)節(jié)量的計(jì)算公式如下：Qf_ref＝-k(Upcc-Ud)Ppcc其中，Qf_ref是風(fēng)電場(chǎng)無功功率目標(biāo)值，Ppcc是風(fēng)電場(chǎng)總有功功率，Ud是無功調(diào)壓控制死區(qū)，Upcc是風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓，k是無功調(diào)壓比例系數(shù)。作為上述方案的一種優(yōu)選方案，所述步驟S32中無功功率參考值的計(jì)算公式如下：其中，Qjxref是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)第j臺(tái)機(jī)組的無功功率參考值，Pj是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)第j臺(tái)機(jī)組的有功功率，Qf_ref是風(fēng)電場(chǎng)無功功率目標(biāo)值，Ppcc是風(fēng)電場(chǎng)總有功功率。作為上述方案的一種優(yōu)選方案，所述步驟S33中超限判斷處理包括以下步驟：S41：判斷各臺(tái)機(jī)組無功響應(yīng)是否超過限度，若是，則轉(zhuǎn)至步驟S42，若否，則轉(zhuǎn)至步驟S43；S42：選取出口并網(wǎng)點(diǎn)電壓低且有功功率值大的風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行降功率的無功緊急支撐；S43：下發(fā)各臺(tái)機(jī)組的無功指令值。無功指令值的計(jì)算公式如下：其中，Qj_ref是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)第j臺(tái)機(jī)組的無功功率參考值，Qj_max是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)第j臺(tái)機(jī)組的無功功率最大值，Qj_min是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)第j臺(tái)機(jī)組的無功功率最小值。步驟S41中各臺(tái)機(jī)組無功響應(yīng)是否超過限度是判斷機(jī)組的無功功率是否滿足條件：-0.95Pj＜Qj＜0.95Pj，若滿足，則未超過限度，若不滿足，則是超過限度。此外，步驟S42結(jié)束后，亦是繼續(xù)進(jìn)行步驟S43。作為上述方案的一種優(yōu)選方案，所述步驟S34中的重整處理包括以下步驟：S51：計(jì)算各臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)值L；S52：若L＝0，則機(jī)組進(jìn)行無功功率優(yōu)先的控制策略，若L＝1，則機(jī)組保持有功功率優(yōu)先的控制策略；S53：除去運(yùn)行狀態(tài)值L為0的風(fēng)電機(jī)組；S54：判斷故障狀態(tài)位S是否為0，若是，則將風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)值L均置為1，若否，則重復(fù)步驟S4。作為上述方案的一種優(yōu)選方案，所述步驟S51中運(yùn)行狀態(tài)值L的計(jì)算公式如下：其中，Qj_ref是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)第j臺(tái)機(jī)組的無功功率參考值，Qj_max是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)第j臺(tái)機(jī)組的無功功率最大值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：1.通過風(fēng)電場(chǎng)的故障和非故障運(yùn)行狀態(tài)，將風(fēng)電場(chǎng)整場(chǎng)控制和場(chǎng)內(nèi)各臺(tái)機(jī)組的控制有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)了電壓的快速平穩(wěn)控制和動(dòng)態(tài)緊急支撐控制；2.充分利用了風(fēng)電機(jī)組的無功功率調(diào)節(jié)能力尤其是非故障狀態(tài)及故障前后的無功調(diào)壓能力，大大提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的流程框圖；圖2是本專利技術(shù)的快速電壓控制的流程框圖；圖3是本專利技術(shù)的快速緊急支撐控制的流程框圖；圖4是本專利技術(shù)的超限判斷處理的流程框圖；圖5是本專利技術(shù)的重整處理的流程框圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦＠夹g(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例：本實(shí)施例一種大型風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)壓控制方法，如圖1～所示，包括以下步驟：S1：檢測(cè)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓和三相電流并計(jì)算反饋功率；S2：根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓和三相電流得到風(fēng)電場(chǎng)的故障狀態(tài)位S，若S＝0則轉(zhuǎn)至步驟S3；若S＝1則轉(zhuǎn)至步驟S4；S3：進(jìn)行快速電壓控制；S4：進(jìn)行快速緊急支撐控制。其中，步驟S2中根據(jù)原始數(shù)據(jù)得到風(fēng)電場(chǎng)的故障狀態(tài)位的函數(shù)如下：其中，Upcc是風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓，S是風(fēng)電場(chǎng)故障狀態(tài)位，B是風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定指標(biāo)；S＝0時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)為非故障狀態(tài)；S＝1時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)為故障狀態(tài)。其中，步驟S3中的快速電壓控制包括以下步驟：S21：通過風(fēng)電機(jī)組出口電壓進(jìn)行初步無功調(diào)壓控制；S22：根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓和反饋的無功功率值進(jìn)行二次糾偏控制；S23：下發(fā)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各臺(tái)機(jī)組的無功指令參考值。步驟S22中反饋的無功功率值由步驟S1中的反饋功率轉(zhuǎn)換得到，二次糾偏控制用以實(shí)現(xiàn)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種大型風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)壓控制方法，其特征在于，包括以下步驟：/nS1：檢測(cè)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓和三相電流并計(jì)算反饋功率；/nS2：根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓和三相電流得到風(fēng)電場(chǎng)的故障狀態(tài)位S，若S＝0則轉(zhuǎn)至步驟S3；若S＝1則轉(zhuǎn)至步驟S4；/nS3：進(jìn)行快速電壓控制；/nS4：進(jìn)行快速緊急支撐控制。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種大型風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)壓控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：檢測(cè)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓和三相電流并計(jì)算反饋功率；
S2：根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓和三相電流得到風(fēng)電場(chǎng)的故障狀態(tài)位S，若S＝0則轉(zhuǎn)至步驟S3；若S＝1則轉(zhuǎn)至步驟S4；
S3：進(jìn)行快速電壓控制；
S4：進(jìn)行快速緊急支撐控制。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)壓控制方法，其特征在于，所述步驟S2中根據(jù)原始數(shù)據(jù)得到風(fēng)電場(chǎng)的故障狀態(tài)位的函數(shù)如下：




其中，Upcc是風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓，S是風(fēng)電場(chǎng)故障狀態(tài)位，B是風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定指標(biāo)；S＝0時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)為非故障狀態(tài)；S＝1時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)為故障狀態(tài)。


3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)壓控制方法，其特征在于，所述步驟S3中的快速電壓控制包括以下步驟：
S21：通過風(fēng)電機(jī)組出口電壓進(jìn)行初步無功調(diào)壓控制；
S22：根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓和反饋的無功功率值進(jìn)行二次糾偏控制；
S23：下發(fā)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各臺(tái)機(jī)組的無功指令參考值。


4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大型風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)壓控制方法，其特征在于，所述步驟S21中的初步無功調(diào)壓控制的目標(biāo)函數(shù)如下：
Qj＝(1-Uj)*Ssc_j
其中，Qj是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)第j臺(tái)機(jī)組的無功功率，Uj是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)第j臺(tái)機(jī)組出口端電壓值，Ssc_j是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)第j臺(tái)機(jī)組出口端短路容量。


5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)壓控制方法，其特征在于，所述步驟S4中的快速緊急支撐控制包括以下步驟：
S31：根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓計(jì)算無功緊急支撐所需的無功調(diào)節(jié)量；
S32：根據(jù)各臺(tái)機(jī)組的無功功率參考值將無功調(diào)節(jié)量分配至各臺(tái)機(jī)組；
S33：對(duì)各臺(tái)機(jī)組進(jìn)行超限判斷處理；
S34：對(duì)風(fēng)電場(chǎng)中各臺(tái)機(jī)組進(jìn)行重整處理。


6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊靖，應(yīng)有，法拉蒂爾，孫勇，許國(guó)東，孟明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江運(yùn)達(dá)風(fēng)電股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江;33