[發明專利]一種基于電力網絡模型的風電場自動電壓控制方法

有效

• 申請號: 201210228490.1
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN102832627A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 侯佑華;朱長勝;蒿峰;賀旭偉;趙廣弟
• 申請（專利權）人: 北京中科伏瑞電氣技術有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/38
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

1.一種基于電力網絡模型的風電場自動電壓控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，讀取原始數據，建立風電場電力網絡數學模型；

步驟2，讀取風電場實時運行工況和電網調度下發的電壓目標值；

步驟3，以風電場實時運行工況和電網調度下發的電壓目標值為初始條件，使用風電場電力網絡數學模型進行潮流計算獲得初始潮流分布，確定剩余需要補償的容量；

步驟4，根據剩余需要補償的容量和每臺風力發電機的實時無功功率可調容量，按照靈敏度排序策略分配并下發風力發電機的無功功率參考值；

步驟5，計算剩余需要補償的容量和每臺動態無功補償裝置的無功功率可調容量，按照順序分配策略分配并下發動態無功補償裝置的無功功率參考值；

步驟6，計算剩余需要補償的容量，根據每臺有載調壓變壓器的當前分接頭檔位和檔位范圍，按照逐級調整策略確定并下發有載調壓變壓器的分接頭檔位參考值。

2.根據權利要求1所述的風電場自動電壓控制方法，其特征在于，所述步驟1中建立的風電場電力網絡數學模型是潮流方程：

I·=Y·U·]]>

式中，為節點電流列向量，為節點導納矩陣，為節點電壓列向量。

3.根據權利要求1所述的風電場自動電壓控制方法，其特征在于，所述步驟2中讀取的風電場實時運行工況包括風電場并網點的實時有功功率、無功功率和電壓，還包括風力發電機的并網狀態、輸出的實時有功功率和無功功率，還包括動態無功補償裝置的投入狀態、輸出的實時無功功率。

4.根據權利要求1所述的風電場自動電壓控制方法，其特征在于，所述步驟3中的潮流計算的初始條件包括：

初始條件A，取風電場并網點電壓為給定的電壓目標值；

初始條件B，風力發電機支路根據并網狀態決定是否接入，其注入功率取為風力發電機實時有功功率和無功功率；

初始條件C，動態無功補償裝置支路根據投入狀態決定是否接入，其注入功率取為動態無功補償裝置實時有功功率和無功功率。

5.根據權利要求1所述的風電場自動電壓控制方法，其特征在于，所述步驟3的潮流計算采用前推回代算法。

6.根據權利要求1所述的風電場自動電壓控制方法，其特征在于，所述步驟4的具體步驟為：

步驟41，使用PQ分解法計算風力發電機對并網點電壓的靈敏度；

步驟42，計算每臺風力發電機的實時無功功率可調容量；

步驟43，以求得的靈敏度大小對風力發電機進行排序，按照該順序逐臺計算風力發電機的無功功率參考值；

步驟44，以計算完的一臺風力發電機的無功功率參考值作為該風力發電機支路的注入無功功率代入重新進行潮流計算，獲得新的剩余需要補償的容量，進行下一臺風力發電機的無功功率參考值分配。

7.根據權利要求1所述的風電場自動電壓控制方法，其特征在于，所述步驟5的具體步驟為：

步驟51，計算剩余需要補償的容量和每臺動態無功補償裝置的無功功率可調容量，按順序分配的補償策略計算每臺動態無功補償裝置的無功功率參考值；

步驟52，以計算完的一臺動態無功補償裝置的無功功率參考值作為該動態無功補償裝置支路的注入無功功率代入重新進行潮流計算，獲得新的剩余需要補償的容量，進行下一臺動態無功裝置的無功功率參考值的分配。

8.根據權利要求1所述的風電場自動電壓控制方法，其特征在于，所述步驟6的具體步驟為：

步驟61，計算剩余需要補償的容量，根據剩余需要補償的容量的符號將所有有載調壓變壓器的分接頭上調或下調一個檔位重新進行潮流計算；

步驟62，若不需要補償或有載調壓變壓器分接頭檔位已達到最大限制，則將當前檔位作為分接頭檔位參考，否則重新執行步驟6。

9.根據權利要求1至8中任一所述的風電場自動電壓控制方法，其特征在于，所述步驟3、步驟4、步驟5、步驟6中是否需要進行無功補償以及剩余需要補償的容量的計算方法為：

是否需要補償的判據為：

|Q_pcc|≤ε

如果需要補償，剩余需要補償的容量的計算式為：

Q_rem=-Q_pcc

式中，Q_pcc為潮流計算結果中風電場并網點的無功功率，Q_rem為剩余需要補償的容量，ε為風電場并網點無功功率允許誤差。