[實用新型]一種風電場輸出功率控制系統

有效

• 申請號: 201520283023.8
• 申請日: 2015-05-05
• 公開（公告）號: CN204615408U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 范征
• 申請（專利權）人: 范征
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種新能源發電技術，尤其是一種風電場輸出功率控制系統，具體講涉及一種根據風電場PCC點電壓/頻率和風電場實時的有功/無功出力，統一協調控制風電場每臺風電機組的有功功率和無功功率的系統。

背景技術

隨著大規模風電接入電網，必然對電網的調度和控制帶來影響，主要體現在有功功率調節和無功電壓控制上，如備用的配置與調度問題，應對風電場并網點(point?of?common?coupling，PCC)的無功/電壓支撐、調頻問題等。實現風電場有功功率調節和無功電壓控制主要有兩種途徑：一是通過風電機組自身的控制功能實現，二是通過風電場控制器接收調度和檢測信號，進行全場的統一控制。由于風電場內風機眾多，單臺風機只能對本機的有功功率和無功功率進行控制，風電場內缺乏對有功功率和無功功率的統一協調控制策略。通過第二種方法對全場的風電機組進行統一的管理和控制，可以達到更好的控制目的。

我國的風電場級控制器的研制也處在起步階段，還沒有實現大規模風電場級控制器的生產與應用，雖然有風電場安裝了風電場控制器但采用的多是開環控制，穩定性較差。而國外的多數風電場已經安裝了風電場級控制器，實現了發電自動控制和電壓自動控制，并可像常規發電廠一樣自動響應調度的指令。目前，歐洲有些國家制定了國標，要求新建風電場安裝風電場控制器，并制定了相應的標準對安裝的風電場控制器進行檢測。另外，為進行風電場并網評估，也制定了風電場控制器的建模標準。

我國也制定了風電并網導則GB/T-19963，要求新建風電場必須安裝風電場控制器。研究風電場級控制的控制策略不僅可以滿足國標要求，還可以改善風電場的并網特性，提高風電場并網的穩定性。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型提出了一種風電場輸出功率控制系統，該系統可以使風電場?“感受”到電網頻率的變化，不需要在每一臺風力發電機組增加額外的調頻控制模塊；在考慮有功功率輸出和機組容量的前提下，充分利用每一臺風力發電機組變流器的容量，減少無功補償設備的投資。

風電場輸出功率控制系統包括多個單臺風機控制器、風電場控制器以及調度系統，風電場控制器包括微處理器、并網點頻率檢測模塊、并網點電壓檢測模塊、風電場控制方式決策模塊、風機有功分配確定模塊、風機無功分配確定模塊、電源模塊以及通信模塊；

風電場控制器分別與多個單臺風機控制器、調度系統連接；所述風電場控制器用于對接入網側電氣信息和風機電氣信息進行綜合計算分析，按照給定的頻率/有功下垂控制給出風電場總有功功率的參考值，補償電網頻率的變化，按照給定的電壓/無功下垂給出風電場總無功功率的參考值，支持電網電壓，并通過所述多個單臺風機控制器發送有功出力指令和無功出力指令至各臺風機；

所述微處理器分別與所述電源模塊、并網點頻率檢測模塊、并網點電壓檢測模塊、風機有功分配確定模塊、風機無功分配確定模塊、通信模塊連接；所述微處理器用于分析處理所述并網點頻率檢測模塊、并網點電壓檢測模塊及通信模塊提供的信息，將處理后的信息通過所述通信模塊上送至所述調度模塊，所述通信模塊用于為所述風電場控制器提供通信接口。

并網點頻率檢測模塊、并網點電壓檢測模塊分別與并網點連接。

風電場控制器還包括無功補償設備無功分配策略模塊，風機和集中式無功補償設備分別與并網點連接，無功補償設備無功分配策略模塊與集中式無功補償設備連接。

微處理器、并網點頻率檢測模塊和并網點電壓檢測模塊分別與風電場控制方式決策模塊連接。

風機有功分配確定模塊、風機無功分配確定模塊以及無功補償設備無功分配策略模塊分別與風電場控制方式決策模塊連接。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

（1）通過有功/頻率下垂控制，本實用新型可以使風電場?“感受”到電網頻率的變化，不需要在每一臺風力發電機組增加額外的調頻控制模塊。

（2）本實用新型在考慮有功功率輸出和機組容量的前提下，充分利用每一臺風力發電機組變流器的容量，減少無功補償設備的投資。

（3）使每臺風力發電機可以根據實時有功出力補償電網電壓的變化，同時不影響風電機組的正常運行，實現了有功/無功功率的協調控制。

（4）本實用新型實現了風電場有功/無功功率的閉環控制，控制性能高，穩定性好。

（5）本實用新型策略實用性強，易于工程實現，不需要增加額外的輔助設備。

（6）本實用新型有助于改善風電機組的并網特性，使風電更好的支撐電網運行。

附圖說明