[發(fā)明專利]降低風(fēng)機(jī)損耗的分散式風(fēng)電場(chǎng)無功優(yōu)化控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310032104.6
• 申請(qǐng)日: 2013-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN103151795A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢作霞;張保華;井艷軍;姜立兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/18
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種降低風(fēng)機(jī)損耗的分散式風(fēng)電場(chǎng)無功優(yōu)化控制方法及系統(tǒng)，屬于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行無功電壓控制技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展和國家對(duì)可再生能源發(fā)電的高度重視，我國風(fēng)力發(fā)電建設(shè)已進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期。風(fēng)電作為電源具有隨機(jī)性和間歇性，隨著更多更大容量風(fēng)電場(chǎng)的投入運(yùn)行，風(fēng)電并網(wǎng)等技術(shù)問題越來越突出。比如：網(wǎng)絡(luò)損耗大；電網(wǎng)中任何一點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，其擾動(dòng)會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)都有影響，嚴(yán)重時(shí)可能造成大面積停電乃至電網(wǎng)崩潰；集中式大電網(wǎng)對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)能力差，運(yùn)行不夠靈活。在此背景下，國家提出了發(fā)展分散式風(fēng)電的政策。?

分散式風(fēng)電場(chǎng)直接接入低壓配電網(wǎng)，省去升壓變電站，建設(shè)成本降低，減少電網(wǎng)投資，減少遠(yuǎn)距離輸電，很大程度上也降低了網(wǎng)損。然而隨著對(duì)風(fēng)電場(chǎng)輸出電能質(zhì)量、節(jié)能降損及電網(wǎng)安全穩(wěn)定要求日趨提高，通過開展對(duì)分散式風(fēng)電場(chǎng)無功優(yōu)化與運(yùn)行問題的研究，是降低電網(wǎng)損耗和提高電網(wǎng)運(yùn)行電壓水平的最有效手段，通過對(duì)系統(tǒng)無功電源（包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組）的合理配置以及無功負(fù)荷的合理補(bǔ)償，不僅可以提高運(yùn)行電壓水平及電網(wǎng)的穩(wěn)定性，還可以降低電網(wǎng)有功和無功損耗，從而使電力系統(tǒng)能夠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。?

針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)側(cè)的無功電壓控制，已經(jīng)提出了不少控制方法，讓變速恒頻風(fēng)電機(jī)組參與到風(fēng)電場(chǎng)的無功電壓控制中越來越受到關(guān)注。變速恒頻風(fēng)電機(jī)組是風(fēng)電場(chǎng)的主流機(jī)型，具有有功無功調(diào)節(jié)能力，可參與無功電壓控制。對(duì)于一個(gè)?由數(shù)十臺(tái)甚至上百臺(tái)具有動(dòng)態(tài)無功調(diào)節(jié)能力的風(fēng)機(jī)構(gòu)成的風(fēng)電場(chǎng)來說，其無功控制在于如何協(xié)調(diào)風(fēng)電場(chǎng)無功控制與風(fēng)機(jī)無功控制之間的關(guān)系。由于風(fēng)電機(jī)組容量相對(duì)較小，單臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功調(diào)節(jié)無法對(duì)風(fēng)電場(chǎng)和接入點(diǎn)電壓帶來明顯的變化，因此風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)節(jié)必然是多臺(tái)風(fēng)機(jī)的聯(lián)合調(diào)節(jié)。而風(fēng)電場(chǎng)級(jí)調(diào)節(jié)是實(shí)現(xiàn)中短周期的無功實(shí)時(shí)規(guī)劃，規(guī)劃重點(diǎn)在于風(fēng)電場(chǎng)無功需求的整定及其分配，而整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功響應(yīng)特性則由各機(jī)組自身的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)性能綜合作用所決定。風(fēng)電場(chǎng)無功電壓控制策略就是要根據(jù)運(yùn)行工況實(shí)時(shí)調(diào)整各臺(tái)機(jī)組的無功功率輸出，使得并網(wǎng)點(diǎn)電壓保持在允許的范圍內(nèi)。?

但這些策略在得到整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功功率需求，是通過按等功率因數(shù)、或者等比例的分配給各臺(tái)風(fēng)電機(jī)組，作為其無功功率控制目標(biāo)參考值，這樣的分配方式?jīng)]有考慮到風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的無功功率與其自身損耗之間的關(guān)系，因此無法在滿足并網(wǎng)點(diǎn)電壓要求的情況下盡可能使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整體損耗達(dá)到最小。?

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的?

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種降低風(fēng)機(jī)損耗的分散式風(fēng)電場(chǎng)無功優(yōu)化控制方法及系統(tǒng)。本發(fā)明無功電壓控制策略立足于：控制分散式風(fēng)電場(chǎng)電壓控制點(diǎn)（即變電站低壓側(cè)匯集線路接入點(diǎn)）電壓在允許的范圍內(nèi)，并使風(fēng)電機(jī)組自身無功功率損耗最小。?

技術(shù)方案?

一種降低風(fēng)機(jī)損耗的分散式風(fēng)電場(chǎng)無功優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于：該分散式風(fēng)電場(chǎng)無功優(yōu)化控制系統(tǒng)包括：處理器、存儲(chǔ)模塊、輸入輸出模塊、CANopen網(wǎng)關(guān)、檢測(cè)模塊、路由器；處理器分別連接存儲(chǔ)模塊和輸入輸出模塊；輸入輸出模塊通過CANopen網(wǎng)關(guān)與檢測(cè)模塊通信連接，并通過路由器與各臺(tái)風(fēng)機(jī)的?SCADA進(jìn)行通信；檢測(cè)模塊安裝于變電站二次側(cè)風(fēng)電場(chǎng)匯集開關(guān)柜中。?

一種如上所述降低風(fēng)機(jī)損耗的分散式風(fēng)電場(chǎng)無功優(yōu)化控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：步驟如下：?

第一步，判斷電壓偏差值是否越限，將遠(yuǎn)端控制點(diǎn)電壓與調(diào)度中心參考電壓值進(jìn)行比較，得到電壓偏差值?

ΔU·=U·w-U·ref---(1)]]>

為了防止設(shè)備的頻繁調(diào)節(jié)，設(shè)置電壓死區(qū)范圍，設(shè)置范圍為-0.01≤ΔU≤0.01，其中ΔU為的幅值；如果電壓偏差值ΔU大于誤差死區(qū)模塊的閾值時(shí)，則進(jìn)行下一步的無功整定；?