[發明專利]分散式風電的無功電壓控制方法和系統

在審

• 申請號: 201710622749.3
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107204634A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 劉其輝;毛未;衛婧菲;逯勝建
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50;H02J3/16;H02J3/06
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 呂靜

技術領域

本發明涉及電力系統新能源發電技術領域，尤其是涉及分散式風電的無功電壓控制方法和系統。

背景技術

目前，開發利用風電最主要的形式是大規模風電場，但它們都位于電網末端，遠離負荷中心。電網消納能力的不足以及傳輸容量的限制帶來了大范圍的“棄風”現象，嚴重降低了風力發電的經濟效益。由于相對于集中式發電，分散式風力發電規模小，直接接入配電網進行就地消納，不需要遠距離輸電，所以分散式風力發電的發展為風電的消納問題提供了很好的解決途徑，避免了遠距離輸電造成的電能損耗，而且對電網輸電線路的潮流壓力起到了很好的緩解作用，提高了傳統電網的運行經濟性和穩定性。

但是隨著分散式風力發電在配電網中滲透率的提高，由于配電網自身網架結構相對薄弱，分散式風電的接入也面臨新的挑戰。其中，風速的隨機性和波動性使得風電機組有功出力頻繁發生變化，從而引起電壓波動和閃變等電能質量問題。另外，傳統配電網一般從單一電源接收電能，而分散式風電接入點和接入容量都非常靈活，使得配電網變為多電源結構，改變了原有的電壓分布特性，因此傳統的電壓控制方式不再適用，而且集中安裝新的無功補償設備存在較大困難，這無疑提高了對風電機組的無功調節能力和電壓控制能力的要求。若還按照傳統分配原則進行分配，會使得電壓調整具有盲目性，無法實現無功最優化分配，不但增大網絡損耗，而且電壓控制效果差，造成無功浪費。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供分散式風電的無功電壓控制方法和系統，考慮分散式風電的接入特點，統籌分散式風電機組之間的協調控制，進而實現分散式風電的無功電壓控制。

第一方面，本發明實施例提供了分散式風電的無功電壓控制方法，包括：

采集電網數據和風電機組數據；

根據所述電網數據和所述風電機組數據確定電壓控制節點；

根據所述電壓控制節點的電壓計算所述電壓控制節點的無功指令值；

將所述無功指令值按照分配原則分配到風電機組內部。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述根據所述電網數據和所述風電機組數據確定電壓控制節點包括：

根據所述電網數據與所述風電機組數據計算出各個節點的電壓；

將各個所述節點的電壓與初始電壓分別進行比較，得到各個所述節點的電壓偏差值；

從各個所述節點的所述電壓偏差值中選取最大的電壓偏差值；

將所述最大的電壓偏差值對應的節點作為所述電壓控制節點。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述根據所述電壓控制節點的電壓計算所述電壓控制節點的無功指令值包括：

將所述電壓控制節點的電壓與參考電壓進行比較，得到電壓偏差量；

當所述電壓偏差量在預設電壓死區內，則保留上一時刻的所述無功指令值；

當所述電壓偏差量超過所述預設電壓死區，則將所述電壓偏差量輸入比例積分控制器進行處理，得到所述無功指令值。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，所述將所述無功指令值按照分配原則進行分配到風電機組內部包括；

將所述無功指令值分配到各個所述節點；

將各個所述節點獲得的所述無功指令值分配到各個風電機組；

將各個所述風電機組獲得的所述無功指令值分配到所述風電機組內部。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，所述節點包括有風電機組接入的節點和無風電機組接入的節點，所述將所述無功指令值分配到各個所述節點包括：

按照靈敏度權重將所述無功指令值分配到各個所述無風電機組接入的節點；

校驗各個所述有風電機組接入的節點的無功功率調節余量；

當所述無功功率調節余量不小于所述無功指令值時，則按照所述靈敏度權重將所述無功指令值分配到所述有風電機組接入的節點；

當所述無功功率調節余量小于所述無功指令值時，則按照所述有風電機組接入的節點的最大無功容量來分配所述無功指令值。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，所述將各個所述節點獲得的所述無功指令值分配到各個風電機組包括：

按照所述節點中各個所述風電機組的無功容量的比例來分配所述無功指令值。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，所述將各個所述風電機組獲得的所述無功指令值分配到所述風電機組內部包括：