[發明專利]一種基于功率平衡原理的集群風電場有功和無功的協調控制方法

有效

• 申請號: 201210400716.1
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN102916449A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 邵俊松
• 申請（專利權）人: 邵俊松
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬電力系統及其自動化技術領域，更準確地說本發明涉及一種基于功率平衡原理的集群風電場有功和無功的協調控制方法。?

背景技術

2011年底，國家標準化管理委員會發布2011年第23號國家標準公告，批準《(風電場接入電力系統技術規定》(GB/T?19963-2011)。該標準規定風電場并網的通用技術要求，其中規定了風電場有功功率的變化率和緊急控制等要求，并且對風電場的無功容量和風電場電壓控制的要求做了較詳細的規定，上述入網技術規定表明風電場入網必須具有一定的有功功率和無功功率調節能力，遺憾的是目前國內電力系統界還沒有研發出有效的風電場有功和無功協調控制的裝置，即使有零星的風電場功率控制的試點裝置，但運行效果均不理想，滿足不了調度運行的實際需求。本發明提供的風電場有功和無功控制的協調控制方法彌補了國內風電場有功和無功協調控制方面的空白。?

本發明基于風機、風電場和風電匯集站的實測信息和功率平衡原理實現了集群風電場穩態和暫態下有功與無功的協調控制，采用的原理通俗易懂，所用技術均成熟可靠，可大面積推廣應用。利用本發明提供的方法不但可實現集群風電場關鍵斷面有功功率的預防控制和緊急控制，更重要的是其采用的無功功率控制方法可避免故障下風電場風機的大面積脫網，可有效保障風電大規模接入地區電網和風電場的安全穩定運行。?

發明內容

本發明目的是：實現集群風電場穩態和暫態下有功、無功功率的協調控制，?確保集群風電場關鍵斷面運行在調度運行的合理范圍內，避免風電場暫態故障下風機的大面積脫網。?

本發明采用以下的技術方案來實現，包括下述步驟：?

1)風電機組的電氣量和控制信息通過控制裝置上送給風電場升壓站的控制裝置，風電場升壓站的電氣和控制信息再上送至風電匯集站的主站控制裝置，風電匯集站接收并匯總風電場升壓站上送的風電機組、線路、主變和無功設備等的電氣信息和控制信息；?

2)風電機組、風電場升壓站和風電匯集主站安裝處的控制裝置利用實測電氣量和元件參數分別計算(T_now-T₁)時刻和T_now時刻風電機組、變壓器(線路)和無功設備的電壓、電流的有效值和有功、無功，其中T_now指的是當前時刻，T₁為T_now時刻之前的固定時間。?

3)利用風電機組的實測電氣量和參數計算故障前風電機組的有功、無功極限與實測有功、無功的差值，由可調變壓器的抽頭變化情況計算期最大可調無功量，針對SVC/SVG等不同類型的無功補償設備計算其最大無功限值與當前實測值的差值；?

4)風電機組、風電場升壓站和風電匯集主站的控制裝置分別將T_now時刻與(T_now-T₁)時刻風電機組、變壓器(線路)和無功設備的實測有功值相減可得出系統線路、主變和無功設備的有功變化情況此處n為線路、主變和無功設備數量的總和，同時判斷線路、主變和無功設備任一個元件的有功變化是否超過穩態有功變化門檻值ΔP_s，如果滿足該條件則記為ΔP_i＞ΔP_s；將T_now時刻與(T_now-T₁)時刻風電機組、變壓器(線路)的實測無功值相減可得出系統風電機組、線路、主變和無功設備的無功變化情況同時判斷線路、?主變和無功設備任一個元件的無功變化是否超過穩態無功變化門檻值ΔQ_s，如果滿足該條件則記為ΔQ_i＞ΔQ_s；?

5)不同安裝處的控制裝置根據電氣量信息實時判斷電網是否發生暫態故障，若未發生暫態故障，則轉向步驟10)；?

6)風電機組、風電場升壓站和風電匯主集站安裝處的控制裝置利用實測電氣量和元件參數計算故障T_k時刻風電機組、變壓器(線路)和無功設備的電壓、電流的有效值和有功、無功；?

7)若發生暫態故障的元件未跳閘，則轉向步驟10)；否則啟動暫態故障有功和無功調整策略；?

8)不同安裝處的控制裝置根據步驟4)的方法重新計算故障T_k時刻與(T_k-T₁)時刻系統線路、主變和無功設備的有功變化量ΔP_pf和無功變化量ΔQ_pf；?