[發明專利]風電場無功補償的配置方法

有效

• 申請號: 201310423537.4
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN103515967A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 喬穎;魯宗相;張紅光;齊軍
• 申請（專利權）人: 清華大學;內蒙古電力(集團)有限責任公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 哈達

技術領域

本發明屬于新能源與節能技術領域和電力系統電壓控制領域，尤其針對大型風電場（30MW及以上）進行無功補償的配置方法。

背景技術

近年來國內外都曾發生過含大規模風電系統的運行事故，引起了廣泛關注。2011年我國甘肅省酒泉地區和河北張家口地區發生了多起大規模風力發電機組連鎖脫網事故，給電網安全帶來了嚴重影響。分析這一系列事故的發生原因，可以發現由風電誘發的系統電壓穩定性問題占了多數。由于大部分風電場遠離主干電網、需要通過輸電線路遠距離傳輸電能使得風電場的電壓控制非常困難。加之多個風電場經常集中接入，造成風電場集中地區的電網母線電壓經常大幅波動、匯集站調壓能力不足、缺乏足夠的電壓支撐點，進一步給系統電壓調整造成很大困難。給風電場配置充足、合理的無功補償裝置是從根本上改善風電場電壓控制能力的關鍵。

2012年6月起生效的中國人民共和國國家標準《風電場接入電力系統技術規定（GB/T?19963-2011）》對通過110（66）kV?及以上電壓等級線路與電力系統連接的新建或擴建風電場的無功容量配置原則進行了闡明，但該規定僅給出了指導性建議，無法直接用來指導風電場無功配置。目前風電場無功容量配置存在的主要問題在于：在現行工程計算中，往往采取風電場額定容量一定百分比的形式粗略計算。計算結果極容易造成容量浪費，帶來投資浪費；或者容量不足；若二次采購則受設備規格限制反而過剩。再者，目前風電場無功容量配置缺乏對無功補償類型的細分。在現行工程計算中，往往“寧枉毋縱”，對動態調節性能較好、價格較高的無功補償裝置配置過剩。

綜合考慮上述，提供一種能夠考慮風力發電機組無功容量、綜合考慮風電場接入方式、無功補償與電壓管理多目標的無功容量計算方法及相應的無功補償配置方案，解決目前風電場無功優化配置問題。

發明內容

綜上所述，確有必要提供一種能夠計及風力發電機組無功容量、綜合考慮風電場接入方式、無功補償與電壓管理多目標的無功補償的配置方案，解決目前風電場無功優化配置問題。

一種風電場無功補償的配置方法，包括以下步驟：步驟S10，按送出線路、風電場內部集電線路與風力發電機組類型特征，建立風電場接入電力系統等值模型；步驟S20，分別按風電場無功管理和電壓管理的要求，計算風電場所需容性和感性無功容量范圍；步驟S30，計算所需的動態無功補償裝置的最小容量；以及步驟S40，按照優先利用風力發電機組無功容量的原則，將風電場所需的無功容量配置到無功補償裝置。

相對于現有技術，通過考慮風力發電機組無功容量、綜合考慮風電場接入方式、無功補償與電壓管理多目標的無功容量配置方法，克服可大型風電場現有無功補償裝置配置方法過于粗放的不足，達到優化風電場無功容量、降低風電場無功裝置投資的作用。

附圖說明

圖1為本發明提供的風電場無功補償的配置方法的流程圖。

圖2為本發明提供的風電場接入電力系統的結構示意圖。

圖3為本發明提供的風電場接入電力系統等值模型（單一類型風力發電機）的結構示意圖。

圖4為本發明提供的風電場接入電力系統等值模型（多種類型風機）的結構示意圖。

圖5為本發明提供的所述風電場內部電網的等值模型中鏈式結構集電線路的結構示意圖。

圖6為本發明提供的所述風電場內部電網的等值模型中干線式集電線路的結構示意圖。

圖7為本發明提供的所述風電場無功容量的計算方法的流程圖。

圖8為本發明提供的風電場所需的無功容量配置到無功補償裝置的流程圖。

具體實施方式

下面根據說明書附圖并結合具體實施例對本發明的技術方案進一步詳細表述。

請一并參閱圖1及圖2，圖1為本發明提供的風電場無功補償的配置方法的流程圖，包括以下步驟：

步驟S10，按送出線路、風電場內部集電線路與風力發電機組類型特征，建立風電場接入電力系統等值模型；

步驟S20，分別按風電場無功管理和電壓管理的要求，計算風電場所需容性和感性無功容量范圍；

步驟S30，計算所需的動態無功補償裝置的最小容量；以及

步驟S40，按照優先利用風力發電機組無功容量的原則，將風電場所需的無功容量配置到無功補償裝置。