[發(fā)明專利]動態(tài)無功優(yōu)先調節(jié)的風電場電容器自動投切方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510815179.0
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN105529720A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發(fā)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(wǎng)公司;國網(wǎng)山西省電力公司;北京清大高科系統(tǒng)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

技術領域

本發(fā)明屬于風電場電壓無功自動調節(jié)技術領域，特別涉及動態(tài)無功優(yōu)先調節(jié)的風電場 電容器自動投切方法。

背景技術

國標GB/T19963-2011《風電場接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》指出：風電場的無功電源包 括風電機組及風電場無功補償裝置。風電場要充分利用風電機組的無功容量及其調節(jié)能力； 當風電機組的無功容量不能滿足系統(tǒng)電壓調節(jié)需要時，應在風電場集中加裝適當容量的無 功補償裝置(如固定電容器組)，必要時加裝動態(tài)無功補償裝置(SVG)。

按照該國標要求，風電場應配置無功電壓控制系統(tǒng)(AVC子站)，具備無功功率調節(jié) 及電壓控制能力。根據(jù)電力系統(tǒng)調度機構(AVC主站)指令，風電場自動調節(jié)其發(fā)出(或 吸收)的無功功率，實現(xiàn)對風電場并網(wǎng)點電壓的控制，其調節(jié)速度和控制精度應能滿足電 力系統(tǒng)電壓調節(jié)的要求。

該國標還規(guī)定，風電場的電壓控制目標為：當公共電網(wǎng)電壓處于正常范圍內時，通過 110(66)kV電壓等級接入電網(wǎng)的風電場應能夠控制風電場并網(wǎng)點電壓在標稱電壓的 97％～107％范圍內，通過220kV及以上電壓等級接入電網(wǎng)的風電場應能夠控制風電場并網(wǎng) 點電壓在標稱電壓的100％～110％范圍內。

動態(tài)無功補償裝置(SVG)無功輸出分發(fā)出或吸收兩個方向，一般用正數(shù)表示發(fā)出無 功、用負數(shù)表示吸收無功，如一套動態(tài)無功補償裝置的額定容量為20MVar(兆乏)，則 其無功可在-20MVar至+20MVar之間平滑調節(jié)輸出。動態(tài)無功補償裝置無功輸出為0MVar， 表示它既不發(fā)出無功、也不吸收無功。SVG的無功調節(jié)次數(shù)是無限的。

而固定電容器組(CP)只能發(fā)出固定無功。利用CP所在的開關進行投切操作可實現(xiàn) 對CP無功輸出的操作，如一組電容器的額定容量為5MVar，則開關閉合時CP投入運行， 其無功輸出固定為5MVar，開關打開時CP退出運行，其無功輸出為0。電容器開關的投 切次數(shù)是有限的。

目前各地風電場普遍配置了無功電壓控制系統(tǒng)(AVC子站)，具備了對動態(tài)無功補償 裝置進行自動調節(jié)的能力。但由于固定電容器組只能按組投切，其無功輸出是階躍性變化， 會導致風電場并網(wǎng)點電壓發(fā)生較大的波動。加上固定電容器組的開關投切次數(shù)是有限制的， 一般風電場不將其納入無功電壓自動控制系統(tǒng)，而是由人工進行投切，這增加了運行值班 人員的勞動負擔。如何在保證風電場并網(wǎng)點電壓不發(fā)生大的波動的前提下、實現(xiàn)電容器組 的自動投切是急需解決的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了克服已有技術的不足之處，提出一種動態(tài)無功優(yōu)先調節(jié)的風電場 電容器自動投切方法，優(yōu)先調節(jié)動態(tài)無功補償裝置(SVG)的無功輸出將并網(wǎng)點電壓控制 在調度要求的上下限范圍之內；在SVG無調節(jié)能力且并網(wǎng)點電壓仍不合格的時候再選擇 合適的電容器進行投切。本發(fā)明方法實現(xiàn)了風電場電容器的自動控制，由于優(yōu)先使用了 SVG的無功調節(jié)能力，大大減少了電容器投切的次數(shù)；通過設置電容器日投切次數(shù)和月 投切次數(shù)的限制，保證了電容器投切次數(shù)在設計的允許范圍內；對電容器投切導致的電壓 變化進行檢驗，過調無功由SVG實行回調，且每一輪調節(jié)只控制一個電容器，保證了風 電場并網(wǎng)點電壓不發(fā)生大的波動，提高了風電場運行的安全性和可靠性。

本發(fā)明提出的動態(tài)無功優(yōu)先調節(jié)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(shù)記為n；每個電容器容量記為Q_{cp_i}、日投切次數(shù)限值記為Q_{cp_limit_day_i}和月 投切次數(shù)限值記為Q_{cp_limit_month_i}，i＝1、2、……n；

2)在調節(jié)周期到來時，從風電場監(jiān)控系統(tǒng)獲取動態(tài)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(tài)；獲取并網(wǎng)點母線電壓U_poc；獲取風電場無功調節(jié)對并網(wǎng)點電壓的靈敏度S_poc； 從調度無功電壓控制系統(tǒng)AVC主站獲取并網(wǎng)點母線電壓上限值U_{poc_up}和下限值U_{poc_down}；