[發明專利]適用于高壓電網的風電場調度配合型無功運行方法

有效

• 申請號: 201210087401.6
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN102624034A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 張勇軍;王孟鄰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及電力系統的無功運行方法，特別涉及一種適用于高壓并網的風電場無功運行與控制方法。

背景技術

隨著智能電網建設的深入，分布式發電正逐漸取代原有的小火電、柴油機等發電方式，并有望替代一部分傳統火力和水力發電。分布式發電在我國的趨勢之一，是由原來的小容量低電壓等級并網逐漸向大規模高電壓等級并網發展。同時，分布式發電的選址也逐漸由內陸向近海甚至深海區域發展。在我國，海上風電已經成為分布式發電進一步發展的重點之一。然而，為電網帶來清潔能源電力的同時，分布式發電也帶來了一些負面影響。其中，風電、太陽能發電等間歇型分布式發電為電網的運行帶來了更多的不確定性，對電網的運行調度，運行安全提出了嚴峻的挑戰。

風電場無功運行和電壓調節是目前電網運行調度最關注的問題之一。我國關于風電場并網的國家標準為2011年發布的國標GB/T?19963-2011《風電場接入電力系統技術規定》(下文簡稱“國標”)。國標要求風電場應盡量利用自身的無功調節能力，必要時配置無功補償設備以保證滿足風電場自身、升壓變電站以及接入線路的部分或全部無功需求，同時保持并網點電壓符合電網電壓運行要求。此外，國標還要求風電場安裝的雙饋和直驅式變速風機的功率因數應在超前0.95～滯后0.95之間動態可調。可以看出，我國國標規定稍顯寬松，風電場運行時的靈活性高，但同時也使得風電場的無功輸出具有很大的不確定性和無目的性，對電網的無功電壓運行不能起到有目的的支撐作用，同時增加了電網電壓調度決策的難度。

本發明把電力電壓調度的決策通過增加接口的形式引入到風電場的無功運行中，從而使得風電場能夠配合電壓調度對電網電壓進行實時監控并參與主動調壓，有助于改善風電場并網下的電壓波動問題和調度決策困難，使電網能夠接納更多的清潔的風能發電。

發明內容

為了解決風電場并網下的電壓調度困難，抑制電網電壓波動，使電網能夠接納更多的風能發電，本發明提出了適用于高壓并網的風電場無功運行與控制方法。該方法在電力調度和風電場無功控制系統之間增加接口，使電力調度的調壓需求能夠轉換為風電場的無功控制指令，從而使風電場有目的地參與主動調壓，避免了目前風電場無功運行的隨機性和無目的性，能夠有效的抑制電壓波動，降低了電壓調度決策難度。

一種適用于高壓電網的風電場調度配合型無功運行方法，包括以下步驟：

(1)電力調度制定目標時間段內風電場調度配合型接口的設置參數：首先，電力調度針對當前時間段的電網網架，通過保持負荷不變和風電場有功不變，并更改風電場無功出力，計算無功運行目標時間段內風電場接入點的電壓變化量與風電場輸出無功功率變化量的比值，即風電場無功功率的電壓影響因數K；其次，給出風電場的運行電壓范圍[V_Min，V_Max]，再次，根據電壓運行安全需要或經濟調壓需要，調度制定無功運行目標時間段內風電場的目標運行電壓V_Obj，及風電場應當具有的最小調壓能力ΔV_Min、最大調壓能力ΔV_Max；最后，確定風電場調度配合型無功運行接口的風電機無功分配模式和控制時間間隔ΔT；

(2)風電場調度配合型無功運行接口判斷當前時間是否位于調度制定的目標時間段內，如果不是，則不接受調度的其他參數設置；如果當前時間位于調度制定的目標時間段內，則接受調度的其他設置參數，并將其作為風電場調度配合型無功運行接口的設置參數；所述其他設置參數包括：風電場無功功率的電壓影響因數K、風電場的目標運行電壓V_Obj、風電場最小調壓能力ΔV_Min、風電場最大調壓能力ΔV_Max，風電場運行電壓上限V_Max，風電場運行電壓下限V_Min，風電場調度配合型無功運行接口的風電機無功分配模式，風電場調度配合型無功運行接口的控制時間間隔ΔT；

(3)風電場調度配合型無功運行接口根據(2)中所述設置參數在目標時間段內監測接入點電壓和風電場各風機的有功輸出，在每個控制時間間隔ΔT開始，根據并網點電壓計算風電場的總無功需求Q；

(4)得到風電場的總無功需求Q以后，按照已設置的風電機無功分配模式，將無功需求分配到風電機；風電機按要求輸出或吸收無功功率以調節電壓；

(5)風電場調度配合型無功運行接口判斷當前時間是否處于目標時間段內，如果是，則返回步驟(3)；如果否，則返回步驟(1)。