[發(fā)明專(zhuān)利]在電網(wǎng)三級(jí)電壓控制體系中對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行電壓控制的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310281140.6
• 申請(qǐng)日: 2013-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103490443A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯宗相;賀惠民;陳惠粉;吳濤;喬穎;李善穎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué);國(guó)家電網(wǎng)公司;華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/38;H02J3/16
• 代理公司: 深圳市鼎言知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44311
• 代理人: 哈達(dá)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源與節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域和電力系統(tǒng)無(wú)功電壓控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及將風(fēng)電場(chǎng)作為一種電源納入電網(wǎng)三級(jí)電壓控制體系進(jìn)行電壓控制的技術(shù)。

背景技術(shù)

無(wú)功電壓?jiǎn)栴}是大規(guī)模集群風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)之后運(yùn)行關(guān)注的主要問(wèn)題之一。目前我國(guó)電網(wǎng)對(duì)并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功電壓都是針對(duì)單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)（Point?of?Common?Coupling，PCC）進(jìn)行考核的。在風(fēng)電開(kāi)發(fā)的初期，由于風(fēng)電場(chǎng)數(shù)量較少，接入水平較低且處于電網(wǎng)末端，其無(wú)功電壓?jiǎn)栴}的影響往往集中在風(fēng)電場(chǎng)自身，對(duì)電網(wǎng)電壓影響較小。但是隨著風(fēng)電的大規(guī)模開(kāi)發(fā)，單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的裝機(jī)容量不斷增大，而且往往大量風(fēng)電場(chǎng)連片集中接入電網(wǎng)，形成百萬(wàn)千瓦、千萬(wàn)千瓦的集群風(fēng)電場(chǎng)。集群風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量大，有功出力波動(dòng)造成的無(wú)功出力波動(dòng)嚴(yán)重惡化風(fēng)電接入地區(qū)的電壓-無(wú)功狀況。

針對(duì)單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的電壓控制，主要從風(fēng)電場(chǎng)側(cè)提出了風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓控制方法，而未考慮將風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)作為整體統(tǒng)一進(jìn)行電壓控制，而以風(fēng)電場(chǎng)為單位、各自獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié)的方式無(wú)法滿(mǎn)足接入電網(wǎng)的調(diào)壓需求。而現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)將風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)作為整體統(tǒng)一進(jìn)行電壓控制的研究，主要利用風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功調(diào)節(jié)能力參與區(qū)域電網(wǎng)的優(yōu)化或參與電網(wǎng)二級(jí)電壓控制的想法，而并未明確風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓控制系統(tǒng)在電網(wǎng)三級(jí)電壓控制體系中的定位和參與全網(wǎng)電壓控制的具體方法。

目前我國(guó)各區(qū)域電網(wǎng)普遍采用三級(jí)電壓控制技術(shù)，因此，如何將風(fēng)電場(chǎng)納入現(xiàn)有三級(jí)電壓控制體系，進(jìn)行統(tǒng)一的電壓管理，成為風(fēng)電融入大電網(wǎng)，并提高電網(wǎng)的電壓水平的基礎(chǔ)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

綜上所述，確有必要提供一種將風(fēng)電場(chǎng)納入現(xiàn)有三級(jí)電壓控制體系對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行電壓控制的方法。

一種在電網(wǎng)三級(jí)電壓控制體系中對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行電壓控制的方法，包括以下步驟：獲取含風(fēng)電的電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)；利用圖論的方法，根據(jù)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)對(duì)含有風(fēng)電的電網(wǎng)的電壓控制進(jìn)行分區(qū)；根據(jù)分區(qū)的主導(dǎo)系數(shù)矩陣，獲取各分區(qū)的主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)，其中主導(dǎo)系數(shù)矩陣中主導(dǎo)系數(shù)最大的節(jié)點(diǎn)為該電壓控制分區(qū)的主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)；以及將風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功功率作為變量，利用電網(wǎng)AVC系統(tǒng)的算法，根據(jù)主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)的電壓參考值，將風(fēng)電場(chǎng)納入三級(jí)電壓控制體系并參與電網(wǎng)電壓管理。

本發(fā)明通過(guò)通過(guò)對(duì)含風(fēng)電的電網(wǎng)進(jìn)行電壓控制分區(qū)，并求取各分區(qū)主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)，將風(fēng)電場(chǎng)納入現(xiàn)有的三級(jí)電壓控制體系，使風(fēng)電場(chǎng)接受電網(wǎng)的統(tǒng)一電壓控制，具有普遍適用性，便于應(yīng)用于實(shí)際，能顯著提高電網(wǎng)、風(fēng)電場(chǎng)等多方的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提供的將風(fēng)電場(chǎng)納入三級(jí)電壓控制體系以對(duì)風(fēng)電場(chǎng)電壓進(jìn)行控制的流程圖。

圖2為本發(fā)明提供的集群接入式風(fēng)電場(chǎng)納入三級(jí)電壓控制體系的具體方式圖。

圖3為本發(fā)明提供的單場(chǎng)接入式風(fēng)電場(chǎng)納入三級(jí)電壓控制體系的具體方式圖。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)說(shuō)明書(shū)附圖并結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)表述。

請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的將風(fēng)電場(chǎng)納入三級(jí)電壓控制體系以對(duì)風(fēng)電場(chǎng)電壓進(jìn)行控制的流程圖，主要包括以下步驟：

步驟S10，對(duì)含有風(fēng)電的電網(wǎng)的電壓控制進(jìn)行分區(qū)；

步驟S20，獲取各分區(qū)的主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)；以及

步驟S30，根據(jù)各主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)將風(fēng)電場(chǎng)納入三級(jí)電壓控制體系并參與電網(wǎng)電壓管理。

在步驟S10中，可通過(guò)以下方法對(duì)含有風(fēng)電的電網(wǎng)的電壓控制進(jìn)行分區(qū)：

步驟S11，獲取含風(fēng)電的電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，1~???????????????????????????????????????????????為各節(jié)點(diǎn)編號(hào)；

步驟S12，計(jì)算含風(fēng)電的電網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率對(duì)節(jié)點(diǎn)的電壓的無(wú)功控制靈敏度；

步驟S13，得到含風(fēng)電的電網(wǎng)無(wú)功控制靈敏度全矩陣；

步驟S14，對(duì)所述含風(fēng)電的電網(wǎng)無(wú)功控制靈敏度全矩陣進(jìn)行規(guī)格化處理，得到矩陣；

步驟S15，構(gòu)造矩陣的約化關(guān)聯(lián)矩陣；以及

步驟S16，對(duì)C矩陣搜索，得到含風(fēng)電的電網(wǎng)的電壓控制分區(qū)。

在步驟S11中，含風(fēng)電的電網(wǎng)的潮流計(jì)算中，平衡節(jié)點(diǎn)的編號(hào)為，其中平衡節(jié)點(diǎn)一般選擇容量較大的風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。

在步驟S12中，所述無(wú)功控制靈敏度的具體求取方法可為：

步驟S121，在含風(fēng)電的電網(wǎng)的潮流計(jì)算中，將節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)1~設(shè)置為PQ節(jié)點(diǎn)；

步驟S122，單獨(dú)改變節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率，記錄此時(shí)節(jié)點(diǎn)的電壓變化量，并記錄節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率變化量，則：