[發明專利]一種大型風電集群及其送出通道的無功電壓綜合控制方法

有效

• 申請號: 201510857593.8
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105356477B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 梁紀峰;戎士洋
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網河北省電力公司電力科學研究院;河北省電力建設調整試驗所
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/38
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 李志民;董金國

本發明涉及新能源發電、風電場及電網安全運行領域，尤其涉及一種大型風電集群及其送出通道的無功電壓綜合控制方法。本發明包括由一級無功電壓控制、二級無功電壓控制和緊急狀態及極端情況下的無功電壓控制等三級無功電壓控制措施組成。一級無功電壓控制由風電場集中接入點的變電站進行閉環監控完成，二級無功電壓控制由區域電網主站完成，主要由風電場集中接入點的SVC或電容電抗器進行電壓控制。緊急狀態及極端情況下的無功電壓控制主要采取增設安全自動裝置來實現，主要措施包括切風電機組、切負荷以及切除一回750kV風電送出線路。

技術領域

本發明涉及新能源發電、風電場及電網安全運行領域，尤其涉及一種大型風電集群及其送出通道的無功電壓綜合控制方法。

背景技術

隨著我國風電產業的快速發展，在三北地區形成了多個百萬千瓦甚至千萬千瓦風電基地。由于風電出力具有隨機性、波動性和不穩定性等特點，且風電基地分布地域廣，風資源具有一定的空間耦合性，當幾百上千臺風機集中接入某一個末端電網時，將造成電網的有功潮流和無功電壓的頻繁波動，而且大型風電基地或集群一般都距離負荷中心較遠，風電送出通道采用的超高壓交流輸電線具有很高的充電功率。風電集群有功出力的大幅度變化，必然引起整個輸電通道潮流的大起大落，在薄弱的系統接入點，風電有功和無功出力的波動將急劇惡化局部地區的無功電壓狀況。

由于目前已經投運的風電機組大部分不具備低電壓穿越能力或低電壓穿越能力十分有限，當風電場發生較大電壓擾動時，風電機組出于自身的保護，往往采取自動切除的方式，造成系統有功失衡，影響系統穩定。在風電場發生局部故障的情況下，經常導致大規模風電機組脫網事故的發生，嚴重情況下甚至能夠引發電網穩定問題，因此，對于大規模風電接入電網，必須具備足夠的動態感性和動態容性無功調節能力，同時要求各類發電機組與電網協同調壓，才可能實現電網電壓的有效控制，從而保障電力系統安全穩定運行。目前，已經有很多關于單個風電場的無功優化控制算法的研究成果，傳統電網的自動電壓控制(AVC)系統也應用比較多，但是還沒有具有實際應用價值的大型風電集群及其送出通道的無功電壓綜合控制措施，研究大型風電集群及其送出通道的無功電壓綜合控制策略具有重要的理論意義和應用價值。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種大型風電集群及其送出通道的無功電壓綜合控制方法，通過三級綜合無功電壓控制以實現對大型風電集群及其送出通道無功電壓的綜合控制。

本發明的技術方案為：

一種大型風電集群及其送出通道的無功電壓綜合控制方法，包括一級無功電壓控制、二級無功電壓控制和緊急狀態及極端情況下的無功電壓控制。

一級無功電壓控制包括以下步驟：

(I-a)在風電場升壓變電站低壓側安裝分組投切的低壓電容器、電抗器和SVC(靜止無功補償器Static Var Compensator，簡稱SVC)；

(I-b)將風電場升壓變電站高壓母線的一級電壓控制范圍定為確定一級電壓控制定值為其中為風電場升壓變電站高壓母線的額定電壓；

(I-c)當風電場升壓變電站高壓母線的電壓U¹在范圍內穩定運行時，僅由SVC對風電場升壓變電站高壓母線電壓進行自動調控，以控制風電場升壓變電站高壓母線電壓至一級電壓控制定值

(I-d)當風電場升壓變電站高壓母線的電壓U¹在范圍時，調整風電機組自身無功出力以控制風電場升壓變電站高壓母線電壓在范圍內；

(I-e)當風電場升壓變電站高壓母線的電壓U¹大于等于時，分組投切低壓電容器和電抗器以控制風電場升壓變電站高壓母線電壓至

(I-f)當風電場集中接入點處的風電場升壓變電站高壓母線的電壓U¹在范圍時，調整風電機組自身無功出力以控制風電場升壓變電站高壓母線電壓在范圍內；