[發明專利]風電場集群的無功功率控制方法及系統

有效

• 申請號: 201410720165.6
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN105720585B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 喬敏瑞;吳林林;劉海濤;藍海波;劉輝;孫瑜;王皓靖;李蘊紅;徐海翔
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;華北電力科學研究院有限責任公司;華北電力大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/38
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤

1.一種風電場集群的無功功率控制方法，其特征在于，包括：

風電場集群控制裝置接收調度中心下發的電壓指令，并從所述電壓指令中提取風電場集群內各個風電場的目標并網點電壓，其中，所述風電場集群控制裝置設置在所述各個風電場匯集的變電站；

所述風電場集群控制裝置接收所述各個風電場上傳的當前并網點電壓，并將所述當前并網點電壓和預設區間進行比較，檢測所述當前并網點電壓所在的區間；

如果所述當前并網點電壓處于正常運行區間，所述風電場集群控制裝置控制該風電場的AVC子站進入本地控制模式，并向所述AVC子站下發所述目標并網點電壓，通過無功功率補償控制所述風電場的并網點電壓達到所述目標并網點電壓；

如果所述當前并網點電壓處于異常運行區間，所述風電場集群控制裝置控制該風電場的AVC子站進入協調控制模式，根據無功電壓靈敏度和各風電場的無功可調容量在所述風電場集群里選擇協調AVC子站，控制所述協調AVC子站輸出無功功率，以協助控制處于協調控制模式的風電場的并網點電壓達到所述目標并網點電壓；

如果所述當前并網點電壓處于緊急運行區間，所述風電場集群控制裝置控制該風電場的AVC子站進入緊急控制模式，采用切機、甩負荷或者切風場的方式控制該風電場的并網點電壓；

控制所述協調AVC子站輸出無功功率，以協助控制處于協調控制模式的風電場的并網點電壓達到所述目標并網點電壓包括：

根據處于協調控制模式的風電場的當前并網點電壓與所述目標并網點電壓的差值，計算所述協調AVC子站需要提供的無功調整量；

向所述協調AVC子站下發攜帶有所述無功調整量的無功協調控制指令，所述協調AVC子站按照所述無功調整量輸出無功功率，使處于協調控制模式的風電場的并網點電壓達到所述目標并網點電壓；其中，所述協調AVC子站按照所述無功調整量輸出無功功率后，所述協調AVC子站對應的風電場的并網點電壓處于正常運行區間。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設區間根據風電場并網點電壓進行劃分，正常運行區間為異常運行區間為或緊急運行區間為或其中，i表示風電場的編號，V_i表示風電場并網點電壓，及表示電壓。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據無功電壓靈敏度和各風電場的無功可調容量在所述風電場集群里選擇協調AVC子站包括：

采用以下公式計算所述風電場集群內所有風電場對處于協調控制模式的風電場i的無功電壓靈敏度系數矩陣S：

S＝-(B″)^-1V^-1

其中，無功電壓靈敏度系數矩陣S中的元素S_ij為風電場i的并網點電壓變化對風電場j的并網點無功功率改變的靈敏度系數；B″為所述風電場集群內線路的導納矩陣，矩陣可逆；V＝diag(V₁,V₂,...,V_n)表示風電機組機端電壓，共有n個節點；

將無功電壓靈敏度系數矩陣S中的靈敏度系數S_ij按照從大到小進行排序，并選擇排序在前面的靈敏度系數所對應的風電場的AVC子站作為所述協調AVC子站。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據處于協調控制模式的風電場的當前并網點電壓與所述目標并網點電壓的差值，計算所述協調AVC子站需要提供的無功調整量包括：

采用以下公式計算所述協調AVC子站的無功調整量ΔQ_i：

ΔV_j＝SΔQ_i

其中，ΔV_j為處于協調控制模式的風電場j的當前并網點電壓與所述目標并網點電壓的差值，S為無功電壓靈敏度系數矩陣，無功調整量ΔQ_i在所述協調AVC子站的可調容量范圍內。