[發(fā)明專利]一種風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310058744.4
• 申請(qǐng)日: 2013-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103138277A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李東東;王晶明;皮顯松;何向剛;鐘以林;王凱凱;邊曉燕;符楊;李雪凌;唐學(xué)用;洪麗俊;葉辰升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心;上海電力學(xué)院
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18
• 代理公司: 貴陽(yáng)中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 趙彥棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電無(wú)功補(bǔ)償控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償控制方法。

背景技術(shù)

當(dāng)今，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的勢(shì)頭，裝機(jī)容量越來(lái)越大，在電網(wǎng)中所占的比例也隨之上升。在為電網(wǎng)帶來(lái)清潔能源的同時(shí)，也出現(xiàn)了不少的問(wèn)題，其中急需解決就是風(fēng)電場(chǎng)并入電網(wǎng)所帶來(lái)的穩(wěn)定性問(wèn)題，無(wú)功調(diào)節(jié)不足是導(dǎo)致這一問(wèn)題的重要原因，解決風(fēng)電接入系統(tǒng)電壓無(wú)功調(diào)節(jié)問(wèn)題，目前比較流行的措施是采用外部補(bǔ)償設(shè)備或利用雙饋風(fēng)機(jī)定子側(cè)的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，但是采用外部設(shè)備，比如靜止無(wú)功補(bǔ)償器或超級(jí)電容器儲(chǔ)能，雖然能夠向電網(wǎng)提供一定的無(wú)功支持，但是無(wú)疑增加了風(fēng)電場(chǎng)的投資成本；或利用雙饋風(fēng)機(jī)定子側(cè)自身的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，但只能在故障較輕轉(zhuǎn)子側(cè)變流器不退出的情況下才能發(fā)揮作用，有一定的局限性，因此急需一種即能夠充分利用各無(wú)功源的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，保證風(fēng)電系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，又能夠減少無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的配置容量，盡可能減少風(fēng)電場(chǎng)的投資成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：提供一種風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償控制方法，以解決目前采用外部設(shè)備設(shè)備，如采用靜止無(wú)功補(bǔ)償器或超級(jí)電容器儲(chǔ)能，增加了風(fēng)電場(chǎng)的投資成本；或利用雙饋風(fēng)機(jī)定子側(cè)自身的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，但只能在故障較輕轉(zhuǎn)子側(cè)變流器不退出的情況下才能發(fā)揮作用，有一定的局限性等問(wèn)題。

本發(fā)明技術(shù)方案：

一種風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償控制方法，其特征在于它包括下述步驟：

步驟1、在風(fēng)電并網(wǎng)母線處安裝電壓互感器檢測(cè)其實(shí)時(shí)電壓；

步驟2、將風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)檢測(cè)到的實(shí)時(shí)電壓測(cè)量值???????????????????????????????????????????????與并網(wǎng)點(diǎn)電壓的給定參考值進(jìn)行比較，兩者的差值信號(hào)通過(guò)PI控制器處理后得到電網(wǎng)所需的總無(wú)功值；

步驟3、在雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組處安裝電流測(cè)量元件檢測(cè)轉(zhuǎn)子電流，將轉(zhuǎn)子電流值與轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的極限電流值做減法運(yùn)算，結(jié)果大于0，雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)轉(zhuǎn)子保護(hù)動(dòng)作信號(hào)Crowbar為1，反之雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)轉(zhuǎn)子保護(hù)動(dòng)作信號(hào)Crowbar為0；

步驟4、無(wú)功功率分配：雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)轉(zhuǎn)子保護(hù)動(dòng)作信號(hào)Crowbar為0，則將電網(wǎng)所需的總的無(wú)功值在網(wǎng)側(cè)變流器和雙饋風(fēng)機(jī)定子側(cè)之間分配；雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)轉(zhuǎn)子保護(hù)動(dòng)作信號(hào)Crowbar為1，則將電網(wǎng)所需的總的無(wú)功值在網(wǎng)側(cè)變流器和靜止同步補(bǔ)償器之間分配。

步驟4所述的無(wú)功功率分配，雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)轉(zhuǎn)子保護(hù)動(dòng)作信號(hào)Crowbar為0時(shí)，當(dāng)電網(wǎng)所需的總無(wú)功值小于等于網(wǎng)側(cè)變流器無(wú)功極限值時(shí)，則將電網(wǎng)所需的總無(wú)功值分配給網(wǎng)側(cè)變流器；當(dāng)電網(wǎng)所需的總無(wú)功值大于網(wǎng)側(cè)變流器無(wú)功極限值時(shí)，則網(wǎng)側(cè)變流器分配到的無(wú)功值為自身的無(wú)功極限值，雙饋風(fēng)機(jī)定子側(cè)分配到的無(wú)功值為電網(wǎng)所需的總無(wú)功值減去網(wǎng)側(cè)變流器的無(wú)功極限值。

步驟4所述的無(wú)功功率分配，當(dāng)雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)轉(zhuǎn)子保護(hù)動(dòng)作信號(hào)Crowbar為1時(shí)，網(wǎng)側(cè)變流器分配到的無(wú)功值為其自身的無(wú)功極限值，靜止無(wú)功補(bǔ)償器分配到的無(wú)功值為電網(wǎng)所需的總無(wú)功值減去網(wǎng)側(cè)變流器的無(wú)功極限值。

本發(fā)明有益效果：

本發(fā)明通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓值并經(jīng)過(guò)與比較后，其差值經(jīng)過(guò)PI控制器常規(guī)計(jì)算后得到電網(wǎng)所需的總的無(wú)功值，通過(guò)采集雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)轉(zhuǎn)子保護(hù)動(dòng)作信號(hào)Crowbar信號(hào)，通過(guò)信號(hào)判斷實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)側(cè)變流器、雙饋風(fēng)機(jī)定子側(cè)和靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)）之間進(jìn)行無(wú)功功率分配，保證了風(fēng)電場(chǎng)在面臨不同嚴(yán)重程度的各項(xiàng)故障時(shí)，都能夠得到足夠的無(wú)功補(bǔ)償，維持了自身的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性，并減少近41%的靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)的配置容量，為了風(fēng)電場(chǎng)的投資節(jié)約了成本，本發(fā)明針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)面臨的暫態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題，提出一種新的控制方法，既能夠充分利用各無(wú)功源的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，保證風(fēng)電系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，又能夠減少無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的配置容量，盡可能減少風(fēng)電場(chǎng)的投資成本；解決了目前采用外部設(shè)備設(shè)備，如采用靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)或超級(jí)電容器儲(chǔ)能，增加了風(fēng)電場(chǎng)的投資成本；或利用雙饋風(fēng)機(jī)定子側(cè)自身的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，但只能在故障較輕轉(zhuǎn)子側(cè)變流器不退出的情況下才能發(fā)揮作用，有一定的局限性等問(wèn)題。

附圖說(shuō)明：

圖1為電壓跌落30%時(shí)無(wú)功補(bǔ)償控制前后并網(wǎng)電壓曲線對(duì)比圖；

圖2為電壓跌落30%時(shí)無(wú)功補(bǔ)償控制前后雙饋風(fēng)機(jī)定子側(cè)有功曲線對(duì)比圖；

圖3為電壓跌落30%時(shí)無(wú)功補(bǔ)償控制前后網(wǎng)側(cè)變流器有功曲線對(duì)比圖；

圖4為電壓跌落30%時(shí)無(wú)功補(bǔ)償控制前后網(wǎng)側(cè)變流器無(wú)功曲線對(duì)比圖；