[发明专利]动态无功优先调节的风电场电容器自动投切方法

说明书

技术领域

本发明属于风电场电压无功自动调节技术领域，特别涉及动态无功优先调节的风电场 电容器自动投切方法。

背景技术

国标GB/T19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》指出：风电场的无功电源包 括风电机组及风电场无功补偿装置。风电场要充分利用风电机组的无功容量及其调节能力； 当风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要时，应在风电场集中加装适当容量的无 功补偿装置(如固定电容器组)，必要时加装动态无功补偿装置(SVG)。

按照该国标要求，风电场应配置无功电压控制系统(AVC子站)，具备无功功率调节 及电压控制能力。根据电力系统调度机构(AVC主站)指令，风电场自动调节其发出(或 吸收)的无功功率，实现对风电场并网点电压的控制，其调节速度和控制精度应能满足电 力系统电压调节的要求。

该国标还规定，风电场的电压控制目标为：当公共电网电压处于正常范围内时，通过 110(66)kV电压等级接入电网的风电场应能够控制风电场并网点电压在标称电压的 97％～107％范围内，通过220kV及以上电压等级接入电网的风电场应能够控制风电场并网 点电压在标称电压的100％～110％范围内。

动态无功补偿装置(SVG)无功输出分发出或吸收两个方向，一般用正数表示发出无 功、用负数表示吸收无功，如一套动态无功补偿装置的额定容量为20MVar(兆乏)，则 其无功可在-20MVar至+20MVar之间平滑调节输出。动态无功补偿装置无功输出为0MVar， 表示它既不发出无功、也不吸收无功。SVG的无功调节次数是无限的。

而固定电容器组(CP)只能发出固定无功。利用CP所在的开关进行投切操作可实现 对CP无功输出的操作，如一组电容器的额定容量为5MVar，则开关闭合时CP投入运行， 其无功输出固定为5MVar，开关打开时CP退出运行，其无功输出为0。电容器开关的投 切次数是有限的。

目前各地风电场普遍配置了无功电压控制系统(AVC子站)，具备了对动态无功补偿 装置进行自动调节的能力。但由于固定电容器组只能按组投切，其无功输出是阶跃性变化， 会导致风电场并网点电压发生较大的波动。加上固定电容器组的开关投切次数是有限制的， 一般风电场不将其纳入无功电压自动控制系统，而是由人工进行投切，这增加了运行值班 人员的劳动负担。如何在保证风电场并网点电压不发生大的波动的前提下、实现电容器组 的自动投切是急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出一种动态无功优先调节的风电场 电容器自动投切方法，优先调节动态无功补偿装置(SVG)的无功输出将并网点电压控制 在调度要求的上下限范围之内；在SVG无调节能力且并网点电压仍不合格的时候再选择 合适的电容器进行投切。本发明方法实现了风电场电容器的自动控制，由于优先使用了 SVG的无功调节能力，大大减少了电容器投切的次数；通过设置电容器日投切次数和月 投切次数的限制，保证了电容器投切次数在设计的允许范围内；对电容器投切导致的电压 变化进行检验，过调无功由SVG实行回调，且每一轮调节只控制一个电容器，保证了风 电场并网点电压不发生大的波动，提高了风电场运行的安全性和可靠性。

本发明提出的动态无功优先调节的风电场电容器自动投切方法，其特征在于，该方法 包括以下步骤：

1)风电场电容器个数记为n；每个电容器容量记为Q_{cp_i}、日投切次数限值记为Q_{cp_limit_day_i}和月 投切次数限值记为Q_{cp_limit_month_i}，i＝1、2、……n；

2)在调节周期到来时，从风电场监控系统获取动态无功补偿装置SVG的当前无功值、 无功向上可调量、向下可调量，分别记为Q_svg、Q_{svg_up}、Q_{svg_down}；获取每个电容器对应的 开关状态；获取并网点母线电压U_poc；获取风电场无功调节对并网点电压的灵敏度S_poc； 从调度无功电压控制系统AVC主站获取并网点母线电压上限值U_{poc_up}和下限值U_{poc_down}；