[发明专利]一种风电机组有功无功协调控制方法及系统

权利要求书

1.一种风电机组有功无功协调控制方法，其特征在于，包括：

判断风电机组送出线路阻抗角是否在阻抗角预设范围内；

若在阻抗角预设范围内，则将风电机组设定为单位功率因数运行；否则，监测风电机组的有功功率和并网点电压，并计算并网点电压超出预设范围时的风电机组所需的无功功率；

若风电机组所需的无功功率不超过风电机组无功功率输出极限，则风电机组输出所需的无功功率；否则对于所述无功功率大于0的风电机组，直接输出无功功率输出极限最大值，对于所述无功功率小于0的风电机组，则根据并网点预设电压值和风电机组达到无功功率输出极限最小值后的并网点电压计算风电机组有功功率；

若风电机组所需的无功功率不超过风电机组定子侧换流器无功功率输出极限，则风电机组定子侧换流器输出所需的无功功率，网侧换流器以单位功率因数运行；否则根据风电机组所需的无功功率是否大于零，确定定子侧和网侧换流器输出的无功功率；

当风电机组所需的无功功率大于0时，则定子侧换流器输出定子侧无功功率上限值；然后判断风电机组所需的无功功率与定子侧无功功率上限值的差值是否大于网侧无功功率上限值，若大于，则网侧换流器输出网侧无功功率上限值，否则网侧换流器输出风电机组所需的无功功率与定子侧无功功率上限值的差值；

当所需的无功功率小于0时，则定子侧换流器输出定子侧无功功率下限值；然后判断所需的无功功率与定子侧无功功率下限值之差是否大于网侧无功功率下限值，若大于网侧无功功率下限值，则网侧换流器输出所需的无功功率与定子侧无功功率下限值的差值，否则，网侧换流器输出网侧换流器无功功率的下限值；所述阻抗角预设范围包括：60°～70°。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测风电机组的有功功率和并网点电压，并计算并网点电压超出预设范围时的风电机组所需的无功功率，包括：

监测风电机组的有功功率和并网点电压；

判断风电机组的并网点电压是否在并网点电压预设范围内；

若在并网点电压预设范围内，则持续监测该风电机组的有功功率和并网点电压；否则，计算并网点电压超出预设范围时的风电机组所需的无功功率。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述风电机组所需的无功功率按下式计算：

式中，U_设定(t)：并网点电压预设值；U₁(t)：并网点电压；P(t)：风电机组有功功率；x：电抗；r：电阻。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风电机组无功功率输出极限包括：

风电机组的无功功率输出极限的最大值Q_max按下式计算：

Q_max＝Q_smax+Q_gmax

风电机组的无功功率输出极限的最小值Q_min按下式计算：

Q_min＝Q_smin+Q_gmin

式中，Q_smax：定子侧无功功率的最大值；Q_smin：定子侧无功功率的最小值；Q_gmax：网侧变流器无功功率的最大值；Q_gmin：网侧变流器无功功率的最小值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风电机组有功功率按下式计算：

式中，P_设定(t)：风电机组有功功率；U_设定(t)：并网点电压预设值；U₂(t)：并网点电压；Q_min：风电机组向电网输出的无功功率最小值；x：电抗；r：电阻。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述并网点电压预设值U_设定(t)为：1.07pu。

7.一种风电机组有功无功协调控制系统，其特征在于，包括：

第一判断模块，用于判断风电机组送出线路阻抗角是否在阻抗角预设范围内；

第一执行模块，用于当风电机组送出线路阻抗角在阻抗角预设范围内时，若不超过阻抗角预设范围，则将风电机组设定为单位功率因数运行；否则，监测风电机组的有功功率和并网点电压，并计算并网点电压超出预设范围时的风电机组所需的无功功率；

第二执行模块，用于当风电机组所需的无功功率不超过风电机组无功功率输出极限，则风电机组输出所需的无功功率；否则对于所述无功功率大于0的风电机组，直接输出无功功率输出极限最大值，对于所述无功功率小于0的风电机组，则根据并网点预设电压值和风电机组达到无功功率输出极限最小值后的并网点电压计算风电机组有功功率；

所述第二执行模块，具体用于若风电机组所需的无功功率不超过风电机组定子侧换流器无功功率输出极限，则风电机组定子侧换流器输出所需的无功功率，网侧换流器以单位功率因数运行；否则根据风电机组所需的无功功率是否大于零，确定定子侧和网侧换流器输出的无功功率；

当风电机组所需的无功功率大于0时，则定子侧换流器输出定子侧无功功率上限值；然后判断风电机组所需的无功功率与定子侧无功功率上限值的差值是否大于网侧无功功率上限值，若大于，则网侧换流器输出网侧无功功率上限值，否则网侧换流器输出风电机组所需的无功功率与定子侧无功功率上限值的差值；

当所需的无功功率小于0时，则定子侧换流器输出定子侧无功功率下限值；然后判断所需的无功功率与定子侧无功功率下限值之差是否大于网侧无功功率下限值，若大于网侧无功功率下限值，则网侧换流器输出所需的无功功率与定子侧无功功率下限值的差值，否则，网侧换流器输出网侧换流器无功功率的下限值；

所述阻抗角预设范围包括：60°～70°。