[发明专利]一种风电场分级调压控制方法及系统

权利要求书

1.一种风电场分级调压控制方法，其特征在于，

实时获取风电场汇集母线处电压U_pcc，与预先设置的电压给定目标值U_ref进行比较，当电压差超过死区范围限制后，通过场级电压闭环控制计算得到风电场无功需求值；

所述风电场无功需求值经过风电场内所有风电机组的最大无功输出约束Q_{farm_lim}整定后得到风电机组总的无功参考给定值Q_req；

以单台机组无功能力Q_{limit_i}为约束，计算得出风厂内各台机组所分配到的无功指令值Q_ref1、Q_ref2……Q_refn，其中Q_req＝Q_ref1+Q_ref2+…+Q_refn，满足Q_refi≤Q_{limit_i}，其中i＝1,2，……，n；

将单机无功指令值Q_refi与机组实发无功功率Q_i比较，通过场站无功功率分配闭环控制计算得出第i台机组的无功电流指令值I_qrefi；

将第i台机组的无功指令值I_qrefi与机组实发无功电流I_qi比较，通过单机无功电流闭环控制计算得出第i台机组的无功控制电压V_qi；

根据所述无功控制电压V_qi控制第i台机组的无功控制电压，调整机组输出无功功率。

2.根据权利要求1所述的风电场分级调压控制方法，其特征在于，场级电压闭环控制为第一级，响应时间为百毫秒级别；场站无功功率分配闭环控制为第二级，响应时间为10～20毫秒级别，单机无功电流闭环控制为第三级，响应时间为毫秒级别。

3.根据权利要求1所述的风电场分级调压控制方法，其特征在于，所述电压差的死区范围设置为[-1％,1％]U_gn，其中U_gn为风电场汇集母线处额定电压值。

4.根据权利要求1所述的风电场分级调压控制方法，其特征在于，所述风电场最大无功输出约束Q_{farm_lim}由风电场输出有功输出P_farm以及风电场运行功率因数范围[-λ₁,λ₂]计算得出，计算公式如下：

5.根据权利要求1所述的风电场分级调压控制方法，其特征在于，所述单台机组无功能力Q_limit根据直驱、双馈风电机组分类的不同，分别按照下式计算：

其，中S_n直为直驱风机机组额定视在功率，P_直为直驱风机机组当前发出的有功功率值；

Q_limit＝Q_{limit_s}+Q_{limit_g}

其中，Q_{limit_s}为双馈风电机组的定子侧无功约束，Q_{limit_g}为双馈风电机组的网侧无功约束；

双馈风电机组的定子侧无功约束Q_{limit_s}满足下式限制：

双馈风电机组的网侧无功约束Q_{limit_g}满足下式约束：

其中，U_s为定子端电压有效值，I_smax为双馈风电机组允许的最大定子电流有效值，s为机组当前的转差率，P为机组当前发出的有功功率值，w₁为风电机组同步旋转角速度，L_m为机组定子绕组自感，L_m为机组定转子绕组间的互感，k为定、转子绕组的变比，I_rmax为机组允许的最大转子电流有效值，S_n为机组额定视在功率。