[发明专利]一种风电场分级调压控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种风电场分级调压控制方法及系统，充分发挥风电机组本身的无功能力，通过检测风电场汇集母线处电压生成无功需求指令，监测场内风机状态分别以风电场整场机组无功能力和风电机组单机无功能力为约束进行每台机组的无功需求分配，调节单机无功功率输出来改变场内系统电压。优点：减少了无功补偿装置的投入，具有很好的经济性；综合考虑整场电压控制与单机无功调节的关系，协调系统内各个时间尺度控制环节相互配合，及时调节风电场内无功输出，有效保证了系统电压的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种风电场分级调压控制方法及系统，具体涉及一种利用风电机组进行无功调节的风电场分级调压控制系统，属于新能源发电技术领域。

背景技术

电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件，对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要作用。随着风电装机容量的逐年增加，风电场的电压稳定问题越来越受到重视。然而，由于风力发电的随机性，风电场内电压容易随机组运行状态而发生波动。为保持系统电压的稳定，风电场一般通过配置静止无功补偿器(SVC)、静止无功发生器(SVG)等为风电场提供无功支撑。但是由于目前风电场能够满容量运行的概率很小，可考虑通过发挥风电机组本身的无功调压能力来减少风电场无功补偿装置的设备投入，以提高风场无功调节的经济性。

风电场内的无功调压可分为单机调压和整场调压两种。单机调压是指机组通过监测本机的机端电压进行无功调节，在多台机组并联的情况下，系统会因为一点多控造成无功抢夺、电压不稳的现象。整场调压是将整个风场作为一个整体，通过整场的无功调节来控制风电场入网处电压。出于系统电压稳定性考虑，风场多采取整场调压的方式，但是由于无功调节最终还是需要落实到场内的各台机组上，因此需综合考虑整场与单机之间的配合协调。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种风电场分级调压控制方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明提供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_{lim it_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_{lim it_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。

进一步的，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。