[發明專利]一種風電場功率控制策略的測試系統及方法

有效

• 申請號: 201310637065.2
• 申請日: 2013-12-02
• 公開（公告）號: CN103605360A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 錢敏慧;姜達軍;陳寧;趙大偉;朱凌志;張磊;施濤;羅芳;曲立楠;王湘艷;韓華玲;葛路明;趙亮
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;江蘇省電力公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種新能源發電技術中風電場控制領域的方法，具體講涉及一種風電場功率控制策略的測試系統及方法。

背景技術

近年，風電迅猛發展，并網風電場容量不斷增大，風電場接入電網的電壓等級越來越高，根據國家能源戰略規劃，至2020年將建成九大千萬千瓦風電基地，如此大容量的風電接入電網將給電力系統穩定運行帶來很多新的問題。為了應對這些問題，陸續頒布了若干指導風電并網及生產運行的技術標準。2012年，國家標準GB/T19963-2012《風電場接入電力系統技術規定》完成修訂并發布。該標準中對風電場有功、無功控制能力提出了明確要求。其中，在有功控制方面，要求風電場應配置有功功率控制系統，具備有功功率調節能力；在無功控制方面，要求風電場應配置無功電壓控制系統，具備無功功率調節及電壓控制能力。

為減少大規模風電并網對電力系統的沖擊，使風電場滿足日益嚴格的電力系統并網技術導則，設計符合并網規定的風電場功率控制系統顯得尤為重要。風電場有功/無功控制系統可分為風電場功率整定層和風電機組及無功補償裝置功率執行層兩個層面。風電場功率整定層主要是根據調度的指令和風電場并網點的各采集信號，調節風電場的無功補償設備（包括SVC/STATCOM/固定可投切電容、電抗）及風電機組本身的控制系統，使得整個風電場在滿足并網條件的前提下實現整體優化控制；而功率執行層面主要接受場級控制系統的指令，調節風電機組及無功補償裝置的功率輸出。風電場控制系統按控制目標的不同分為有功頻率控制系統和無功電壓控制系統兩種。有功頻率控制系統主要控制風電場和風電機組完成上一級設定的有功指令，同時在必要情況下參與系統頻率調整；而無功電壓控制系統則根據系統運行要求控制風電場功率因數恒定，或者控制風電場出口母線或遠程負荷節點電壓為恒定值，或者控制風電場并網點無功功率滿足電網調度部門控制指令。

當前，關于風電場的功率控制還處于起步階段，現場投運的功率控制系統多采用功率平均分配策略，一定程度降低了功率控制精度。為充分發揮風電場參與電力系統調節的能力，各國學者紛紛提出了各種風電場有功/無功改進策略，其中，風電場有功控制策略有：基于預測分組的平均控制策略、基于饋線潮流分配控制策略、基于有功負荷分配策略等，風電場無功控制策略有：基于靈敏度動態無功分配策略、基于無功容量比例分配策略。然而，目前尚未有成熟實現風電場有功/無功綜合控制的準實時閉環測試系統，能夠在風電場有功/無功控制系統現場投運前對其控制策略的正確性和合理性實施驗證，這將在一定程度上增加控制系統投運失敗的概率，也為電力系統安全穩定運行帶來隱患。

因此，提供一種通用的風電場功率控制策略測試系統及方法尤為重要。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明提供一種風電場功率控制策略的測試系統及方法，該系統及其對應的方法實時接收風電場運行信息，并根據不同功率控制策略定期發送風電場機組及無功補償設備功率設定值至場內對應的風電機組和無功補償裝置，最終形成控制閉環測試風電場有功/無功控制系統的控制性能，提高現場投運成功率。

實現上述目的所采用的解決方案為：

一種風電場功率控制策略的測試系統，其改進之處在于：所述系統包括相連的風電場功率控制策略制定模塊和風電場電網模擬仿真模塊；

所述風電場功率控制策略制定模塊的網絡數據接收/發送模塊、數據解析模塊、數據緩存模塊、數據容錯模塊、有功/無功控制模塊和實時數據交互模塊依次連接，所述數據容錯模塊的輸出端與所述實時數據交互模塊的輸入端連接；

所述風電場功率控制策略制定模塊通過所述網絡數據接收/發送模塊與所述風電場電網模擬仿真模塊或實際電網接口模塊進行信息交互。

進一步的，所述風電場電網模擬仿真模塊建立風電場與實際電網的仿真模型，通過所述網絡數據接收/發送模塊與所述有功/無功控制模塊進行信息交互，實現風電場功率控制系統的準確實時動態仿真。

進一步的，所述網絡數據發送/接收模塊，用于從所述風電場電網模擬仿真模型或實際電網接口模塊接收風電場有功無功控制模塊所需的報文數據，并向所述風電場電網模擬仿真模型發送控制指令。

進一步的，所述數據解析模塊獲取所述網絡數據接收/發送模塊發送的報文數據，解析所述報文數據；

所述數據解析模塊按照通信協議還原所述報文數據，根據通信協議規定將網絡發送/接收模塊接收的信息幀解析成實測數據。

進一步的，所述數據緩存模塊獲取并存儲所述數據解析模塊的實測數據。