[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

摘要

本发明涉及一种动态无功优先调节的风电场电容器自动投切方法，属于风电场电压无功自动调节技术领域，该方法包括：根据从风电场监控系统获取的并网点母线电压和从调度主站获取的上限值、下限值确定总无功调节量；根据动态无功补偿装置的当前无功值、无功向上可调量、向下可调量和总无功调节量确定动态无功补偿装置的调节量和是否投切电容器；最后根据电容器运行状态、日投切次数限值、月投切次数限值和容量确定电容器投切方案。本发明方法通过优先使用动态无功补偿装置的无功调节能力、设置电容器日投切次数和月投切次数的限制，大大减少了电容器投切的次数，提高了风电场运行的安全性和可靠性。

主权项

一种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}；3)若并网点母线电压在上限值和下限值之间，则转步骤6)，表明电压合格，不进行无功调节，否则，若U_poc＞U_{poc_up}转步骤4)，若U_poc＜U_{poc_down}转步骤5)；4)若U_poc＞U_{poc_up}，，则降无功，无功下调量为：Q_{set_down}＝(U_poc‑U_{poc_up})/S_poc若SVG无功下调量Q_{svg_down}＞Q_{set_down}，则动态无功补偿装置下调无功即可，不操作电容器；动态无功补偿装置无功设定值为Q_{svg_set}＝Q_svg‑Q_{set_down}，转步骤6)；若SVG无功向下可调量Q_{svg_down}＜Q_{set_down}，则选择合适的电容器可切除，具体包括：4‑1)查找是否有容量比Q_{set_down}大的电容器可切除：将电容器容量组成一个集合Q记为{Q_{cp_1}，…，Q_{cp_i}，…，i＝(1，…，n)}，从集合Q中查找出所有投入运行的Q_{cp_i}大于Q_{set_down}且日投切次数限值和月投切次数均未达到限值的电容器构成子集，再从子集中查找最小值Q_{cp_i_min}，记下电容器号i，转步骤4‑2)；若无此电容器，则转步骤4‑3)；4‑2)对切除电容器i导致过调的无功进行校验：设：电容器i无功容量Q_{cp_i_min}与Q_{set_down}的差值记为Q_delta：Q_delta＝Q_{cp_i_min}‑Q_{set_down}；从电压上限降到电压下限的无功量记为Q_limit：Q_limit＝(U_{poc_up}‑U_{poc_down})/S_poc)；4‑2‑1)若Q_delta＜Q_limit，执行电容器i对应开关“分”操作，转步骤6)；4‑2‑2)若Q_delta＞Q_limit，再检验SVG的无功上调能力；若Q_{svg_up}＞(Q_delta‑Q_limit)，SVG无功设定值为Q_{svg_set}＝Q_svg+(Q_delta‑Q_limit)，同时执行电容器i对应开关“分”操作，转步骤6)；若Q_{svg_up}＜(Q_delta‑Q_limit)，转步骤4‑3)；4‑3)查找是否有容量比Q_{set_down}小的电容器可切除：从集合Q中查找出所有投入运行的Q_{cp_i}小于Q_{set_down}且日投切次数限值和月投切次数均未达到限值的电容器构成子集，再从子集中查找最大值Q_{cp_i_max}，记下电容器号i，转步骤4‑4)；若无此电容器，则SVG无功设定值为Q_{svg_set}＝Q_svg‑Q_{svg_down}，转步骤6)；4‑4)只切除容量比Q_{set_down}小的电容器i后电压仍不合格，需要同时下调SVG无功量：若Q_{svg_down}＞(Q_{set_down}‑Q_{cp_i_max})，SVG无功设定值为Q_{svg_set}＝Q_svg‑(Q_{set_down}‑Q_{cp_i_max})，同时执行电容器i对应开关分操作，转步骤6)；若Q_{svg_down}＜(Q_{set_down}‑Q_{cp_i_max})，则只执行电容器i对应开关“分”操作，转步骤6)；5)若U_poc＜U_{poc_down}，则需要升无功，无功上调量为：Q_{set_up}＝(U_{poc_down}‑U_poc)/S_poc若SVG无功上调量Q_{svg_up}＞Q_{set_up}，不操作电容器；动态无功补偿装置无功设定值为Q_{svg_set}＝Q_svg+Q_{set_up}，转步骤6)；若SVG无功上调量Q_{svg_up}＜Q_{set_up}，则选择是否有合适的电容器可投入：5‑1)查找是否有容量比Q_{set_up}大的电容器可投入：将电容器容量组成一个集合Q记为{Q_{cp_1}，…，Q_{cp_i}，…，i＝(1，…，n)}，从集合Q中查找出所有退出运行的Q_{cp_i}大于Q_{set_up}且日投切次数限值和月投切次数均未达到限值的电容器构成子集，再从子集中查找最小值Q_{cp_i_min}，记下电容器号i，转步骤5‑2)；若无此电容器，则转步骤5‑3)；5‑2)对投入电容器i导致过调的无功进行校验：设：电容器i无功容量Q_{cp_i_min}与Q_{set_up}的差值记为Q_delta：Q_delta＝Q_{cp_i_min}‑Q_{set_up}；从电压上限降到电压下限的无功量记为Q_limit：Q_limit＝(U_{poc_up}‑U_{poc_down})/S_poc)；5‑2‑1)若Q_delta＜Q_limit，执行电容器i对应开关“合”操作，转步骤2)；5‑2‑2)若Q_delta＞Q_limit，再检验SVG的无功下调能力；若Q_{svg_down}＞(Q_delta‑Q_limit)，SVG无功设定值为Q_{svg_set}＝Q_svg‑(Q_delta‑Q_limit)，同时执行电容器i对应开关“合”操作，转步骤6)；若Q_{svg_down}＜(Q_delta‑Q_limit)，，转步骤5‑3)；5‑3)查找是否有容量比Q_{set_up}小的电容器可投入：从集合Q中查找出所有退出运行的Q_{cp_i}小于Q_{set_up}且日投切次数限值和月投切次数均未达到限值的电容器构成子集，再从子集中查找最大值Q_{cp_i_max}，记下电容器号i，转步骤5‑4)；若无此电容器，则SVG无功设定值为Q_{svg_set}＝Q_svg+Q_{svg_up}，转步骤6)；5‑4)只投入容量比Q_{set_up}小的电容器i后电压仍不合格，需要同时上调SVG无功量：若Q_{svg_up}＞(Q_{set_up}‑Q_{cp_i_max})，SVG无功设定值为Q_{svg_set}＝Q_svg+(Q_{set_up}‑Q_{cp_i_max})，同时执行电容器i对应开关“合”操作，转步骤6)；若Q_{svg_up}＜(Q_{set_up}‑Q_{cp_i_max})，则只执行电容器i对应开关“合”操作，转步骤6)；6)等待下一个调节周期，返回步骤2)。