[發(fā)明專利]利用大型風(fēng)電場(chǎng)STATCOM集中分層分散協(xié)調(diào)控制提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510034298.2
• 申請(qǐng)日: 2015-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104935073B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫曉明;李文云;曹昆南;李勝男
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J13/00
• 分類號(hào): H02J13/00;H02J3/00;H02J3/18;H02J3/16
• 代理公司: 昆明大百科專利事務(wù)所53106
• 代理人: 何健

1.利用大型風(fēng)電場(chǎng)STATCOM集中分層分散協(xié)調(diào)控制提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，其特征是，技術(shù)方案如下：

1).集中協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)——省級(jí)主站；該系統(tǒng)從整個(gè)主網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行角度出發(fā)，完成以下兩項(xiàng)重要任務(wù)；

(1)各風(fēng)電場(chǎng)在地區(qū)電網(wǎng)關(guān)鍵接入點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)無(wú)功功率和電壓的協(xié)調(diào)控制；集中協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)接口獲取EMS/SCADA系統(tǒng)的主網(wǎng)穩(wěn)態(tài)無(wú)功功率和電壓分布數(shù)據(jù)，提取各大型風(fēng)電場(chǎng)在地區(qū)電網(wǎng)的關(guān)鍵接入點(diǎn)的無(wú)功功率和電壓數(shù)據(jù)；依據(jù)電力調(diào)度中心下達(dá)的關(guān)鍵接入點(diǎn)的無(wú)功電壓曲線、各風(fēng)電場(chǎng)除其STATCOM外的無(wú)功補(bǔ)償情況，計(jì)算關(guān)鍵接入點(diǎn)的無(wú)功偏差；根據(jù)關(guān)鍵接入點(diǎn)的無(wú)功偏差，并按照無(wú)功就地平衡的原則，由近及遠(yuǎn)地為接入點(diǎn)變電站的靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備、各風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)電場(chǎng)升壓站的靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備依次協(xié)調(diào)分配無(wú)功補(bǔ)償容量；通過(guò)數(shù)據(jù)接口由EMS/AVC向相關(guān)設(shè)備下達(dá)無(wú)功調(diào)節(jié)指令，并監(jiān)視執(zhí)行結(jié)果；僅在以上調(diào)節(jié)后仍不能滿足要求時(shí)，才依次向各風(fēng)電場(chǎng)的STATCOM下達(dá)無(wú)功調(diào)節(jié)指令，使其參與穩(wěn)態(tài)無(wú)功功率和電壓的調(diào)節(jié)，應(yīng)主要將STATCOM的無(wú)功補(bǔ)償容量留給動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償用；

(2)各風(fēng)電場(chǎng)所接入的地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)部及之間的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)；集中協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)接口獲取WAMS/PMU系統(tǒng)的主網(wǎng)主要送電通道和關(guān)鍵斷面的潮流數(shù)據(jù)，提取與各大型風(fēng)電場(chǎng)所接入地區(qū)電網(wǎng)相關(guān)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析記錄；依據(jù)電力調(diào)度中心下達(dá)的各風(fēng)電場(chǎng)所在地區(qū)電網(wǎng)送電通道和斷面的穩(wěn)定極限和控制極限，計(jì)算這些通道和斷面充裕度；比較并選擇出充裕度小于一定限值的通道和斷面，接收相關(guān)風(fēng)電場(chǎng)STATCOM附加阻尼控制器的參數(shù)調(diào)整情況，計(jì)算地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)部及地區(qū)電網(wǎng)之間振蕩模式大擾動(dòng)和小擾動(dòng)阻尼比的提升情況，實(shí)時(shí)報(bào)知省調(diào)和地調(diào)運(yùn)行值班調(diào)度員；

2).分層協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)——區(qū)域主站；該系統(tǒng)服從集中協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的管理，完成集中協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)力所不能的較為具體的任務(wù)，包括以下兩項(xiàng)任務(wù)；

(1)各風(fēng)電場(chǎng)STATCOM附加阻尼控制策略的協(xié)調(diào)控制；分層協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)采用與集中協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)不同的專用高速PMU通信通道，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)所在地區(qū)電網(wǎng)的主要送電通道和關(guān)鍵斷面的潮流數(shù)據(jù)進(jìn)行接近實(shí)時(shí)性的采集和收集；對(duì)潮流數(shù)據(jù)從時(shí)域和頻域的角度進(jìn)行接近實(shí)時(shí)性的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析計(jì)算，給出相關(guān)振蕩模式的參數(shù)以及參與機(jī)組或機(jī)群；判斷相關(guān)振蕩模式的阻尼比是否超標(biāo)；如果發(fā)現(xiàn)阻尼比超標(biāo)的相關(guān)振蕩模式，則確定相關(guān)地區(qū)電網(wǎng)，并根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的風(fēng)電場(chǎng)STATCOM安全穩(wěn)定策略，向指定風(fēng)電場(chǎng)的STATCOM發(fā)送附加阻尼控制的參數(shù)調(diào)整指令；實(shí)時(shí)監(jiān)視指定風(fēng)電場(chǎng)STATCOM對(duì)附加阻尼控制指令的執(zhí)行情況，繼續(xù)對(duì)潮流數(shù)據(jù)從時(shí)域和頻域的角度進(jìn)行接近實(shí)時(shí)性的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析計(jì)算，進(jìn)行計(jì)算結(jié)果的判斷校核；將以上數(shù)據(jù)收集、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定計(jì)算分析、風(fēng)電場(chǎng)STATCOM附加阻尼協(xié)調(diào)控制的所有信息發(fā)送給集中協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，并接收集中協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的高層指令；

(2)各風(fēng)電場(chǎng)所接入的地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)部暫態(tài)穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)；分層協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)接口獲取PMU系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的地區(qū)電網(wǎng)重要發(fā)電機(jī)的功角數(shù)據(jù)，著重提取地區(qū)電網(wǎng)在大擾動(dòng)下的重要發(fā)電機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定性的記錄；依據(jù)電力調(diào)度中心下達(dá)的各風(fēng)電場(chǎng)所在地區(qū)電網(wǎng)送電通道和斷面的穩(wěn)定極限和控制極限，綜合計(jì)算地區(qū)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的安全裕度；監(jiān)視和比較相關(guān)風(fēng)電場(chǎng)STATCOM在地區(qū)電網(wǎng)大擾動(dòng)下對(duì)暫態(tài)功角穩(wěn)定和暫態(tài)電壓穩(wěn)定的支撐情況，實(shí)時(shí)報(bào)知省調(diào)和地調(diào)運(yùn)行值班調(diào)度員；

3).分散協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)——執(zhí)行子站；該系統(tǒng)在服從以上兩級(jí)即集中和分層協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的管理的同時(shí)，發(fā)揮其實(shí)時(shí)和快速的優(yōu)勢(shì)，獨(dú)立、就地完成與地區(qū)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性相關(guān)的協(xié)調(diào)控制，包括以下兩項(xiàng)任務(wù)：

(1)大型風(fēng)電場(chǎng)STATCOM對(duì)所接入地區(qū)電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定和暫態(tài)電壓穩(wěn)定的支撐協(xié)調(diào)控制；分散協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集接入點(diǎn)的有功功率、無(wú)功功率和電壓的數(shù)據(jù)；根據(jù)采樣數(shù)據(jù)和風(fēng)電場(chǎng)STATCOM的當(dāng)前運(yùn)行工況，從風(fēng)電場(chǎng)STATCOM的暫態(tài)控制策略庫(kù)中選取相應(yīng)的暫態(tài)控制策略，并傳送給STATCOM予以執(zhí)行；在大擾動(dòng)時(shí)，須特別實(shí)時(shí)判斷暫態(tài)無(wú)功功率和暫態(tài)電壓是否超標(biāo)，并記錄相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)；準(zhǔn)實(shí)時(shí)地將運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送到分層協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，必要時(shí)傳送到集中協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)；

(2)大型風(fēng)電場(chǎng)STATCOM動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償量與升壓站靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備穩(wěn)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償量的置換協(xié)調(diào)控制；在地區(qū)電網(wǎng)發(fā)生大擾動(dòng)時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)STATCOM的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償量快速調(diào)整，對(duì)地區(qū)電網(wǎng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定和暫態(tài)電壓穩(wěn)定提供支撐；當(dāng)大擾動(dòng)消失后，地區(qū)電網(wǎng)的運(yùn)行方式很可能發(fā)生了變化，而為適應(yīng)運(yùn)行方式的變化，風(fēng)電場(chǎng)STATCOM的無(wú)功補(bǔ)償量可能仍維持在大擾動(dòng)消失后的水平，此時(shí)，如果再發(fā)生新的大擾動(dòng)，風(fēng)電場(chǎng)STATCOM將無(wú)容量對(duì)新的大擾動(dòng)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定性支撐；故在大擾動(dòng)消失后，分散協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)將協(xié)調(diào)控制風(fēng)電場(chǎng)STATCOM和升壓站靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，將STATCOM的已趨于穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償量用靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的穩(wěn)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償量進(jìn)行置換，使STATCOM的可用容量恢復(fù)到較高水平，以應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的新的大擾動(dòng)。