[發明專利]動態無功優先調節的風電場電容器自動投切方法

在審

• 申請號: 201510815179.0
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN105529720A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 石新聰;張軍六;湯磊;趙泰峰;王崗紅;潘捷;王鵬;閆磊;閆功;李遠
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山西省電力公司;北京清大高科系統控制有限公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種動態無功優先調節的風電場電容器自動投切方法，其特征在于，該方法包括 以下步驟：

1)風電場電容器個數記為n；每個電容器容量記為Q_{cp_i}、日投切次數限值記為Q_{cp_limit_day_i}和月 投切次數限值記為Q_{cp_limit_month_i}，i＝1、2、……n；

2)在調節周期到來時，從風電場監控系統獲取動態無功補償裝置SVG的當前無功值、 無功向上可調量、向下可調量，分別記為Q_svg、Q_{svg_up}、Q_{svg_down}；獲取每個電容器對應的 開關狀態；獲取并網點母線電壓U_poc；獲取風電場無功調節對并網點電壓的靈敏度S_poc； 從調度無功電壓控制系統AVC主站獲取并網點母線電壓上限值U_{poc_up}和下限值U_{poc_down}；

3)若并網點母線電壓在上限值和下限值之間，則轉步驟6)，表明電壓合格，不進行 無功調節，否則，若U_poc＞U_{poc_up}轉步驟4)，若U_poc＜U_{poc_down}轉步驟5)；

4)若U_poc＞U_{poc_up}，，則降無功，無功下調量為：

Q_{set_down}＝(U_poc-U_{poc_up})/S_poc

若SVG無功下調量Q_{svg_down}＞Q_{set_down}，則動態無功補償裝置下調無功即可，不操作電 容器；動態無功補償裝置無功設定值為Q_{svg_set}＝Q_svg-Q_{set_down}，轉步驟6)；

若SVG無功向下可調量Q_{svg_down}＜Q_{set_down}，則選擇合適的電容器可切除，具體包括：

4-1)查找是否有容量比Q_{set_down}大的電容器可切除：

將電容器容量組成一個集合Q記為{Q_{cp_1}，…，Q_{cp_i}，…，i＝(1，…，n)}，從集合Q 中查找出所有投入運行的Q_{cp_i}大于Q_{set_down}且日投切次數限值和月投切次數均未達到限值 的電容器構成子集，再從子集中查找最小值Q_{cp_i_min}，記下電容器號i，轉步驟4-2)；若無此 電容器，則轉步驟4-3)；

4-2)對切除電容器i導致過調的無功進行校驗：

設：電容器i無功容量Q_{cp_i_min}與Q_{set_down}的差值記為Q_delta：

Q_delta＝Q_{cp_i_min}-Q_{set_down}；

從電壓上限降到電壓下限的無功量記為Q_limit：

Q_limit＝(U_{poc_up}-U_{poc_down})/S_poc)；

4-2-1)若Q_delta＜Q_limit，執行電容器i對應開關“分”操作，轉步驟6)；

4-2-2)若Q_delta＞Q_limit，再檢驗SVG的無功上調能力；

若Q_{svg_up}＞(Q_delta-Q_limit)，SVG無功設定值為Q_{svg_set}＝Q_svg+(Q_delta-Q_limit)，同 時執行電容器i對應開關“分”操作，轉步驟6)；

若Q_{svg_up}＜(Q_delta-Q_limit)，轉步驟4-3)；

4-3)查找是否有容量比Q_{set_down}小的電容器可切除：

從集合Q中查找出所有投入運行的Q_{cp_i}小于Q_{set_down}且日投切次數限值和月投切次數 均未達到限值的電容器構成子集，再從子集中查找最大值Q_{cp_i_max}，記下電容器號i，轉步驟 4-4)；若無此電容器，則SVG無功設定值為Q_{svg_set}＝Q_svg-Q_{svg_down}，轉步驟6)；

4-4)只切除容量比Q_{set_down}小的電容器i后電壓仍不合格，需要同時下調SVG無功量：

若Q_{svg_down}＞(Q_{set_down}-Q_{cp_i_max})，SVG無功設定值為Q_{svg_set}＝Q_svg-(Q_{set_down}- Q_{cp_i_max})，同時執行電容器i對應開關分操作，轉步驟6)；

若Q_{svg_down}＜(Q_{set_down}-Q_{cp_i_max})，則只執行電容器i對應開關“分”操作，轉步驟6)；

5)若U_poc＜U_{poc_down}，則需要升無功，無功上調量為：

Q_{set_up}＝(U_{poc_down}-U_poc)/S_poc

若SVG無功上調量Q_{svg_up}＞Q_{set_up}，不操作電容器；動態無功補償裝置無功設定值為 Q_{svg_set}＝Q_svg+Q_{set_up}，轉步驟6)；

若SVG無功上調量Q_{svg_up}＜Q_{set_up}，則選擇是否有合適的電容器可投入：

5-1)查找是否有容量比Q_{set_up}大的電容器可投入：

將電容器容量組成一個集合Q記為{Q_{cp_1}，…，Q_{cp_i}，…，i＝(1，…，n)}，從集合Q 中查找出所有退出運行的Q_{cp_i}大于Q_{set_up}且日投切次數限值和月投切次數均未達到限值的 電容器構成子集，再從子集中查找最小值Q_{cp_i_min}，記下電容器號i，轉步驟5-2)；若無此電 容器，則轉步驟5-3)；

5-2)對投入電容器i導致過調的無功進行校驗：

設：電容器i無功容量Q_{cp_i_min}與Q_{set_up}的差值記為Q_delta：

Q_delta＝Q_{cp_i_min}-Q_{set_up}；

從電壓上限降到電壓下限的無功量記為Q_limit：

Q_limit＝(U_{poc_up}-U_{poc_down})/S_poc)；

5-2-1)若Q_delta＜Q_limit，執行電容器i對應開關“合”操作，轉步驟2)；

5-2-2)若Q_delta＞Q_limit，再檢驗SVG的無功下調能力；

若Q_{svg_down}＞(Q_delta-Q_limit)，SVG無功設定值為Q_{svg_set}＝Q_svg-(Q_delta-Q_limit)，同 時執行電容器i對應開關“合”操作，轉步驟6)；

若Q_{svg_down}＜(Q_delta-Q_limit)，，轉步驟5-3)；

5-3)查找是否有容量比Q_{set_up}小的電容器可投入：

從集合Q中查找出所有退出運行的Q_{cp_i}小于Q_{set_up}且日投切次數限值和月投切次數均 未達到限值的電容器構成子集，再從子集中查找最大值Q_{cp_i_max}，記下電容器號i，轉步驟5-4)； 若無此電容器，則SVG無功設定值為Q_{svg_set}＝Q_svg+Q_{svg_up}，轉步驟6)；

5-4)只投入容量比Q_{set_up}小的電容器i后電壓仍不合格，需要同時上調SVG無功量：

若Q_{svg_up}＞(Q_{set_up}-Q_{cp_i_max})，SVG無功設定值為Q_{svg_set}＝Q_svg+(Q_{set_up}-Q_{cp_i_max})， 同時執行電容器i對應開關“合”操作，轉步驟6)；

若Q_{svg_up}＜(Q_{set_up}-Q_{cp_i_max})，則只執行電容器i對應開關“合”操作，轉步驟6)；

6)等待下一個調節周期，返回步驟2)。