[發明專利]基于低電壓穿越的風電場動態無功補償裝置容量配置方法

有效

• 申請號: 201410049385.0
• 申請日: 2014-02-12
• 公開（公告）號: CN103904659A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 張勇軍;陳艷;李欽豪
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及風電場動態無功補償配置規劃技術，特別涉及基于低電壓穿越的風電場動態無功補償裝置容量配置方法。

背景技術

近些年來，風能作為一種潔凈、儲量極為豐富的可再生綠色能源，越來越受到重視。由于風能存在隨機性和波動性，風電并網運行面臨著諸多問題，如何對含風電的區域電網進行無功/電壓調控是其中一個重要的問題。

目前變電站常用的無功補償裝置主要是并聯電容器和并聯電抗器，其補償容量的調節是離散的，調節速度緩慢，只能提供分鐘級別的無功支撐，當風電場波動迅速時，很容易發生欠補償和過補償。而且，并聯電容器發出的無功功率與安裝點的電壓平方成正比，當系統發生故障導致電壓下降時，并聯電容器無功輸出容量的減少將引起電壓持續降低，不利于風電機組的低電壓穿越。

我國2011年發布的GB_T19963-2011《風電場接入電力系統技術規定》中關于風電機組/風電場低電壓穿越的定義為：當電力系統事故或擾動引起并網點電壓跌落時，在一定的電壓跌落范圍和時間間隔內，風電機組/風電場能夠保證不脫網連續運行。

而如果采用動態無功補償裝置，考慮到動態無功補償裝置價格較高，如何確定其合理的配置容量，提高電網穩定性和風機的低電壓穿越能力，保證電網運行的安全性和經濟性，是亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供基于低電壓穿越的風電場動態無功補償裝置容量配置方法。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：

基于低電壓穿越的風電場動態無功補償裝置容量配置方法，包含以下順序的步驟：

S1.根據設定的風電場低電壓穿越要求，制定n種故障組合情況；

S2.在電網內部設置三相短路故障，依次使并網點運行在步驟S1制定的n種故障組合情況下，分別獲取故障后使風電場恢復正常運行的最小動態無功補償容量Q_i；

S3.選取Q_i的最大值作為風電場動態無功補償配置容量。

所述的步驟S1，具體如下：

根據GB/T-200《風電場接入電力系統技術規定》的風電場低電壓穿越要求，制定n種故障組合情況，其中故障組合情況是指故障持續時間T和故障并網點電壓U的組合，兩者滿足如下關系式：

U=0.509T-0.1180.625≤T≤2

式中T的單位為s；U的單位為p.u.；

所述的制定n種故障組合情況步驟具體如下：

A、定義ΔT表示故障持續時間的增量并初始化，0＜ΔT≤1.375s，則n=[1.375/ΔT]+1；

B、定義i表示故障組合情況的編號，令i＝1，故障持續時間T₁＝0.625s；

C、根據式（1）計算故障并網點電壓U_i，令i＝i＋1，T_i＝T₁＋（i－1）×ΔT；

D、判斷i是否大于n，是則執行步驟E，否則返回步驟C；

E、列出n種故障組合情況的故障持續時間T_i和故障并網點電壓U_i。

所述的步驟S2，具體包含以下步驟：

A、定義ΔQ表示動態無功補償裝置配置容量的精度并初始化；

B、電網內部設置第i（i＝1～n）種故障組合情況下的三相短路故障，讓動態無功補償裝置配置容量從零開始，依次增加ΔQ，直到使故障后風電場恢復正常運行，該容量即為第i種故障組合情況下的最小動態無功補償容量Q_i。

所述的動態無功補償裝置，為靜止無功補償器或靜止同步補償器。

所述的風電場恢復正常運行，是指故障后并網點電壓、風機轉速、風電場有功出力和風電場無功吸收參數恢復正常運行狀態。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

（1）本發明給出了具體的、量化的動態無功補償裝置容量配置方法，在保證電網穩定的前提下，合理地控制了動態無功補償裝置的數量，節約了成本，為風電場相關規劃內容提供方便、有效的、可操作性強的參考依據。