[發明專利]可提高電網暫態穩定性的雙饋風電場控制方法

有效

• 申請號: 201410115623.3
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103915859A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 盧錦玲;徐超
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;高錫明

技術領域

本發明涉及一種雙饋風電場的控制方法，可在電網發生較大擾動時保證風電接入系統的穩定性，屬于輸電技術領域。

背景技術

風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。近年來，風力發電發展迅速，由小規模地接入配電網絡不斷發展為大規模地接入輸電網絡，呈現出了與以往不同的特點。由于風電機組具有不同于常規同步發電機的特性，在電網發生較大的擾動時，會使電網的暫態穩定性發生變化。

雙饋風力發電機的轉子轉速與電網頻率解耦，并且能夠實現有功、無功功率解耦控制，目前已逐步取代基于普通異步發電機的恒速風電機組，成為市場上的主流機型。常規控制方式下，為實現風能的最大化利用和獲得較好的功率因數，雙饋風力發電機一般采用最大功率點跟蹤控制和恒功率因數控制方式，其穩態運行時在向電網輸出最大有功的同時并不從電網吸取無功。然而，當電網發生故障時，雙饋風力發電機失去了維持電網暫態穩定的能力，其對電網慣量的貢獻、不平衡功率的阻尼作用和暫態電壓支持能力幾乎為零。

隨著風電機組低電壓穿越能力的實現，風電場具有為電網提供暫態穩定控制的能力，因此，如何使其能夠像同步發電機那樣有效地調控，提高風電接入系統的安全穩定性就成為一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種可提高電網暫態穩定性的雙饋風電場控制方法，以提高風電接入系統的運行可靠性。

本發明所述問題是以下述技術方案實現的：

一種可提高電網暫態穩定性的雙饋風電場控制方法，所述方法將風電場并網點的總功率作為控制量，當電網出現故障時，由風電場控制中心實時測量風電場并網點的頻率和電壓，根據電網的頻率偏差、電壓偏差和電壓變化率調節風電場有功、無功出力，并將有功、無功控制量分配給各個機組和SVC，加速系統振蕩能量的衰減，并為系統提供無功補償，維持并網點母線電壓恒定，所述方法包括以下步驟：

a.?通過鎖相環（PLL）測量風電并網點的頻率f_PC，根據f_PC和電網參考頻率f_PC-ref的誤差信號?f，得出風電場有功出力調節量?P_W?：

?

式中，K_f為比例系數。

進而根據各機組出力情況將?P_W通過比例分配方法分配給各機組，得到第i臺機組的有功功率調節量?P_gi：

，

式中，P_gi-max為第i臺機組的有功裕度。

b.?通過電壓測量模塊得到風電并網點的電壓U_PC?；根據U_PC和風電并網點電壓參考值U_PC-ref之間的偏差通過PI控制器求得無功功率最優輸出值Q_opt，根據U_PC的變化率得到無功功率附加控制量?Q_W?，由?Q_W與Q_opt共同組成風電場總無功控制參考信號Q_wref,進而通過無功協調控制策略將Q_wref分配給各無功源。其中：

，

式中，K_u為比例系數。?

上述可提高電網暫態穩定性的雙饋風電場控制方法，所述無功協調控制策略包括兩層無功分配，第一層無功分配在SVC和雙饋風電機組之間進行，分配過程中優先考慮SVC：若Q_wref不大于SVC無功功率最大值，則Q_wref完全由SVC負擔，若Q_wref大于SVC無功功率最大值，則當SVC滿發時，再將剩余的無功功率分配至各風電機組；第二層無功分配在風場內各機組之間進行，根據各機組無功裕度采用比例分配算法進行分配：

式中，Q_gref為所有雙饋風電機組的總無功功率參考值；Q_gi-max為第i臺機組的無功裕度；Q_gi-ref為第i臺機組無功功率參考值。