[发明专利]基于低电压穿越的风电场动态无功补偿装置容量配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及风电场动态无功补偿配置规划技术，特别涉及基于低电压穿越的风电场动态无功补偿装置容量配置方法。

背景技术

近些年来，风能作为一种洁净、储量极为丰富的可再生绿色能源，越来越受到重视。由于风能存在随机性和波动性，风电并网运行面临着诸多问题，如何对含风电的区域电网进行无功/电压调控是其中一个重要的问题。

目前变电站常用的无功补偿装置主要是并联电容器和并联电抗器，其补偿容量的调节是离散的，调节速度缓慢，只能提供分钟级别的无功支撑，当风电场波动迅速时，很容易发生欠补偿和过补偿。而且，并联电容器发出的无功功率与安装点的电压平方成正比，当系统发生故障导致电压下降时，并联电容器无功输出容量的减少将引起电压持续降低，不利于风电机组的低电压穿越。

我国2011年发布的GB_T19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》中关于风电机组/风电场低电压穿越的定义为：当电力系统事故或扰动引起并网点电压跌落时，在一定的电压跌落范围和时间间隔内，风电机组/风电场能够保证不脱网连续运行。

而如果采用动态无功补偿装置，考虑到动态无功补偿装置价格较高，如何确定其合理的配置容量，提高电网稳定性和风机的低电压穿越能力，保证电网运行的安全性和经济性，是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供基于低电压穿越的风电场动态无功补偿装置容量配置方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

基于低电压穿越的风电场动态无功补偿装置容量配置方法，包含以下顺序的步骤：

S1.根据设定的风电场低电压穿越要求，制定n种故障组合情况；

S2.在电网内部设置三相短路故障，依次使并网点运行在步骤S1制定的n种故障组合情况下，分别获取故障后使风电场恢复正常运行的最小动态无功补偿容量Q_i；

S3.选取Q_i的最大值作为风电场动态无功补偿配置容量。

所述的步骤S1，具体如下：

根据GB/T-200《风电场接入电力系统技术规定》的风电场低电压穿越要求，制定n种故障组合情况，其中故障组合情况是指故障持续时间T和故障并网点电压U的组合，两者满足如下关系式：

U=0.509T-0.1180.625≤T≤2

式中T的单位为s；U的单位为p.u.；

所述的制定n种故障组合情况步骤具体如下：

A、定义ΔT表示故障持续时间的增量并初始化，0＜ΔT≤1.375s，则n=[1.375/ΔT]+1；

B、定义i表示故障组合情况的编号，令i＝1，故障持续时间T₁＝0.625s；

C、根据式（1）计算故障并网点电压U_i，令i＝i＋1，T_i＝T₁＋（i－1）×ΔT；

D、判断i是否大于n，是则执行步骤E，否则返回步骤C；

E、列出n种故障组合情况的故障持续时间T_i和故障并网点电压U_i。

所述的步骤S2，具体包含以下步骤：

A、定义ΔQ表示动态无功补偿装置配置容量的精度并初始化；

B、电网内部设置第i（i＝1～n）种故障组合情况下的三相短路故障，让动态无功补偿装置配置容量从零开始，依次增加ΔQ，直到使故障后风电场恢复正常运行，该容量即为第i种故障组合情况下的最小动态无功补偿容量Q_i。

所述的动态无功补偿装置，为静止无功补偿器或静止同步补偿器。

所述的风电场恢复正常运行，是指故障后并网点电压、风机转速、风电场有功出力和风电场无功吸收参数恢复正常运行状态。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

（1）本发明给出了具体的、量化的动态无功补偿装置容量配置方法，在保证电网稳定的前提下，合理地控制了动态无功补偿装置的数量，节约了成本，为风电场相关规划内容提供方便、有效的、可操作性强的参考依据。