[发明专利]一种风电场无功调节能力研究试验方法

说明书

本发明涉及一种风电场无功调节能力研究试验方法，属于风电场仿真试验技术领域，提出了新能源场站机组的无功调节能力验证方法，为新能源富集地区增加了一种经济性较高的电压调整手段，在不增加一次设备的前提下可有效提高新能源富集地区的电网运行安全性、可靠性和经济性。相比于其他现有技术，本发明结合实际新能源场站机组进行试验，充分挖掘了新能源机组的无功调节的潜力，验证了新能源机组参与系统调压的可行性，试验结果可靠。

技术领域

本发明属于风电场仿真试验技术领域，具体涉及一种风电场无功调节能力研究试验方法。

背景技术

新能源发电较多时，新能源发电的随机性、波动性引起的电压波动和直流换流站设备故障等引起的电压波动相叠加，系统电压安全性受到威胁，这对无功电源的配置容量及性能提出了更高要求。而目前无功补偿装置存在着经济性与可靠性、容量之间的矛盾，实现低成本、高可靠性(设备可靠，无功储备充足)的无功补偿是一个目标面临的挑战。新能源机组集群无功协调控制是一项新的无功调整技术。目前风电场机组大多采用恒功率因数和恒电压控制模式对风电机组进行功率控制，采用恒功率因数的控制模式，未有效利用风电机组的无功调节能力，导致系统电压调控困难，易出现电压质量不合格的情况，而采用恒电压控制模式时，需对风电机组进行频繁的功率调控，风能利用率过低。目前已有的风电场无功协调控制策略较多的采用被动式控制策略，存在电压质量控制响应不及时的问题。目前已有较多在风电机组构成的新能源场站无功调节能力方面的研究，大多基于仿真模型进行分析验证，未见在实际新能源场站内验证无功设备与风机无功电压协同控制能力及响应情况的方法，未能充分发掘风电机组无功调节能力的潜力以及风电机组与SVG、逆变器的协同调节能力，因每个场站具有的风机及无功补偿设备参数都存在差异，仿真方法无法实现对实际风电场无功支撑能力的研究，存在一定的片面性。如何建立一种试验方法验证实际风电场电压支撑能力以及风机及场站内无功补偿设备无功电压协调控制能力已成为亟待解决的问题。

鉴于目前风电场无功调节能力验证方法大多基于仿真模型进行分析，不具有实际参考性，且在实际生产中场站无功电压调节大多依赖于SVG等无功调节设备，经济性较差，未对场站风电机组、无功补偿设备以及相关逆变器的电压协调控制能力及潜力进行挖掘分析。

因此，现阶段需设计一种风电场无功调节能力研究试验方法，来解决以上问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种风电场无功调节能力研究试验方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明基于实际风电场，根据电压运行要求，通过群控系统向一个新能源厂站内的多台逆变器或风电机组等发布无功调整命令，在保证新能源厂站发电能力不变的同时充分发挥逆变器或风电机组的电压快速调节能力，增加新能源富集地区的电压调整手段，在不增加一次设备的前提下可有效提高新能源富集地区的电网运行安全性、可靠性和经济性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种风电场无功调节能力研究试验方法，包括以下步骤：

S1：整体试验步骤及前期试验准备工作；

包括三个试验，即阶跃试验、扰动试验、就地阶跃试验；

试验前期准备工作：基于风电场35kV母线上集电线路电路结构，在确定试验的集电线路上设置测点；在220kV母线、35kV母线、SVG并网点、风机功率汇集点和风机出口分别设置测点，其余风电场除风机出口不设置测点外其他的测点类似配置，同时将储能并网点也设置为测量点；除风机出口的测点采用现场测量外，其余测点均通过SCADA系统的PMU终端测量获取；

S2：试验详细实施及数据记录过程，并分析风电场无功调节能力。

进一步的，阶跃试验：远方或者场站AVC控制下，开展风电场SVG和风机无功电压协调控制能力和响应情况试验，基于实测数据研究AVC系统的电压控制策略和无功在SVG、风机和储能装置之间的分配情况。

进一步的，阶跃试验具体步骤如下：