[發明專利]風電場并網點系統阻抗自動辨識及修正方法

有效

• 申請號: 201210355492.7
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102868177A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 舒鵬;喬元;張毅
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/16
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星

技術領域

本發明屬于風電場發電領域，涉及一種風電場并網點系統阻抗自動辨識及修正方法。

背景技術

隨著技術的發展，可再生能源的關注和利用程度日益增加，其中，風力發電是一種已經發展相對成熟的能源技術。然而，我國風電行業“建設大基地，融入大電網”的發展規劃與歐洲“分散上網，就地消納”不同，有著“大規模”、“高集中”等特點。間歇性風電造成電網電壓波動、系統短路容量增加、暫態穩定性改變，特別在大規模風電集中接入電網情況下尤為突出。同時，電網末端電能質量也會影響風電場，例如電網擾動導致風機脫網、風電場解列，不平衡電壓會造成機組振動、過熱等。

研究風電場并網的技術關鍵，在于將風電場作為一個整體單元接入電網來分析，通過改善風電場并網點(Point?of?Common?Coupling，PCC)的穩定性，以提高整個風電場的并網性能。

PCC的穩定性的最重要的指標為電壓穩定性。電壓波動直接影響了風機的安全穩定運行，危害甚至波及所接入的電力網絡。根據潮流分析技術可知，PCC的電壓主要受到PCC的無功功率影響：當消耗感性無功功率(即吸收無功功率)過多時電壓將會下降；反之，當發出感性無功功率(即發出無功功率)過多時電壓將會上升。通過一些技術控制PCC的無功功率動態平衡，即可達到控制PCC電壓穩定的效果。

然而，在現有技術中，控制風電場PCC的無功功率平衡，會受到兩個技術點制約：首先必須滿足我國電力系統無功功率“分層分區”控制原則，其次必須充分考慮風電場無功功率源的控制機理。

風電場無功功率源主要有兩種：風機和集中無功功率補償裝置。集中無功功率補償裝置，例如靜止無功功率補償裝置(Static?Var?Compensator，SVC)對風電場的無功功率平衡起到了積極有效的作用，但也存在造價高、損耗大和穩定性差的缺陷，并且SVC與風機運行配合差。另一方面，風機具有額外發出無功功率的能力，但是單個風機的自由控制會引起風電場無功功率內耗，無法達到指定控制目標。風電場電壓自動控制(Auto?Voltage?Control，AVC)系統可挖掘風電場內風機發出無功功率的能力，與SVC配合，使風電場無功功率達到更好的動態平衡，提高風電場的并網性能。

圖1是示出根據現有技術的依靠集中無功功率補償裝置來實現PCC的電壓控制的風電場AVC系統的示意性框圖。風電場通過低壓母線連接到并網變壓器，并網變壓器連接到大電網的高壓母線，PCC設置在并網變壓器和大電網的高壓母線之間，即，PCC設置在風電場送出線路上，風電場送出線路連接到大電網。

具體地，如圖1所示，在根據現有技術的風電場AVC系統中，多條風電匯集線路(每條風電匯集線路包括多個風機)以及設置有SVC的SVC線路接入到低壓母線，低壓母線上的電壓經由并網變壓器升壓，通過風電場送出線路接入到大電網，從而實現風電場并網，其中，SVC根據低壓母線和/或高壓母線的電壓變化，自動發出無功功率或吸收無功功率，進而控制PCC無功功率達到動態平衡，從而調節PCC的電壓處于允許范圍內。

控制SVC發出或吸收無功功率大小的合理性、準確性，直接決定了PCC電壓穩定效果。通常有下面三種計算PCC無功功率的方法，現有技術主要采用了前兩種方法。

1、根據PCC電壓期望值及PCC系統阻抗，計算PCC無功功率期望值。計算公式為：

Qref=Uref×(Uref-UnowX-QnowUnow)---(1)]]>