[發明專利]一種分散式風電場無功規劃與無功控制方法

有效

• 申請號: 201710718600.5
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107317342B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 李旭鋒;許國東;楊靖;史立勤;邱紀星;韓小良
• 申請（專利權）人: 浙江運達風電股份有限公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/18;G06Q10/04
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種分散式風電場無功規劃與無功控制方法，首先對分散式風電接入配電網的系統進行整體建模，在風電場處于額定出力時計算分散式風電場各饋電線路的無功需求；然后利用粒子群算法對各條饋線各機組的并聯可控電抗器接入容量進行優化規劃，確定各機組可控電抗器的感性無功補償容量；采集分散式風電場內各風機出口電壓、POI電壓、各風電機組有功與無功出力、各機組可控電抗器投入容量，根據POI的電壓越限與否，決定分散式風電場可控電抗器與風機的無功出力。本發明抑制分散式風電場POI電壓越上限，免除分散式風電場動態無功設備的安裝，降低分散式風電開發成本，解決分散式風電場多點接入配電網時無功設備多點分散補償的無功電壓控制問題。

技術領域

本發明涉及一種配有可控電抗器補償的分散式風電場無功優化規劃方法以及分散式風電場無功運行控制策略,屬于分散式風電場無功的優化規劃與無功功率控制技術領域。

背景技術

分散式風電場是指位于用電負荷附近，就近接入配電網，所發電能就近消納的風電項目。該風電項目有利于解決集中式風電的風電的送出和消納問題，同時能為配電網電壓提供一定的有功支撐。分散式風電注入配電網在解決風電的送出問題的同時，會抬高接入點(POI，point of interconnection)電壓。在配網中部分大功率負荷由于檢修以及故障等原因退出運行時，部分分散式風電項目在風電滿發時會存在POI電壓越限的情況，導致風電機組限功率運行，從而引發棄風限電問題。

通過在風電機組低壓側并聯安裝可控電抗器，可以增加風電機組的動態無功調節范圍，不僅能防止特定工況時的POI電壓越限、降低電網電壓波動、減少分散式風電場的損耗，而且可以省去分散式風電場中SVG、SVC等動態無功設備，降低分散式風電場無功調節設備的成本，解決SVG、SVC等集中動態無功補償設備在分散式風電場中的多點補償問題。

針對風電場的無功控制的研究，已提出多種的優化方法。提出單臺風電機組中轉子側無功與定子側無功的分配方法；提出分電場中風電機組間的無功分配方案；提出分電場中風電機組與SVG等動態無功設備間的無功分配方案。這些方法都可以實現風場無功的優化控制。

但針對利用可控電抗器的分散式風電場無功規劃與無功控制問題，現在國內外的研究很少。且上述優化方法沒有考慮到風電場多點接入配電網時動態無功設備的安裝位置，因此無法兼顧分散式風電多點接入配電網的接入點電壓控制問題。

發明內容

為了克服現有的分散式風電場無功規劃與無功控制方式無法兼顧分散式風電多點接入配電網的接入點電壓控制問題的不足，本發明提供一種分散式風電場內風電機組低壓側安裝可控電抗器后可控可控電抗器容量的優化規劃及分散式風電場無功控制方法，其目的在于抑制分散式風電場POI電壓越上限，免除分散式風電場動態無功設備的安裝，降低分散式風電開發成本，同時解決分散式風電場多點接入配電網時無功設備多點分散補償的無功電壓控制問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種分散式風電場無功規劃與無功控制方法，所述控制方法包括以下過程：

首先，對分散式風電接入配電網的系統進行整體建模，系統模型包括配電網、風電機組和箱變、并聯可控電抗器、風電場饋電線路，在風電場處于額定出力時，根據第i(I＝1,2,3…n)個POI電壓參考值V_iref與第i個POI電壓實際值V_i計算分散式風電場各饋電線路的無功需求Q₁、Q₂…Q_m；

然后，利用粒子群算法對各條饋線各機組的并聯可控電抗器接入容量進行優化規劃，確定各機組i可控電抗器的感性無功補償容量；

最后，EMS采集分散式風電場內各風機出口電壓、POI電壓、各風電機組有功與無功出力、各機組可控電抗器投入容量，根據POI的電壓越限與否，決定分散式風電場可控電抗器與風機的無功出力。