[發明專利]一種風電機組廣域快速電壓控制器及控制方法

有效

• 申請號: 201811322531.7
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109390952B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 張健;李文鋒;卜廣全;何鳳軍;閻應飛;侯俊賢;丁平
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網湖南省電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/38
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明涉及一種風電機組廣域快速電壓控制器及控制方法，所述控制器包括：電壓偏差計算環節、第一死區環節、第一限幅環節、第一PI環節、無功功率偏差計算環節、第二死區環節、第二限幅環節、第二PI環節、第一選擇開關和超前滯后環節；所述電壓偏差計算環節、第一死區環節、第一限幅環節、第一PI環節依次連接；所述無功功率偏差計算環節、第二死區環節、第二限幅環節和第二PI環節依次連接；所述第一選擇開關的第一輸入端與所述第一PI環節連接；所述第一選擇開關的第二輸入端與所述第二PI環節連接；所述第一選擇開關的輸出端與所述超前滯后環節連接。本發明提供的技術方案能改善風電機組的無功功率輸出，快速抑制電壓驟升與驟降。

技術領域

本發明涉及電力系統控制技術領域，具體涉及一種風電機組廣域快速電壓控制器及控制方法。

背景技術

風力發電以其技術成熟、成本較低和大規模開發利用的優勢成為新能源發展最快、最具競爭力的發電技術。據《2017全球可再生能源現狀報告》(Renewables 2017 GlobalStatus Report)指出，2016年可再生能源電力新增容量再創新高，達到161吉瓦(GW)，全球累計裝機近2017GW，較2015年增幅約9％，其中風電在年新增電力容量中占比34％。2004年風力發電僅占再生能源發電的6％，到2016年進展到24.1％。2016年全球風電場年增長15.6％，發電量為959.5TW·h，其中發電量最多的國家是中國，中國于2016年超過美國，中國年增長39.4％，發電量為241.0TW·h，占全球總量的25.1％，但是新能源的消納成為目前急需解決的問題。大規模遠距離輸電是解決大型清潔能源消納和防治大氣污染的重要舉措，但是大規模清潔能源發電的自身特點也給電網的安全穩定運行帶來了一系列的挑戰，如清潔能源發電機組的高低壓穿越問題，尤其是近年來風電機組的電壓穩定性與無功控制問題難以解決給電網安全及新能源送出帶來了較大制約。

目前，新能源開發發展快速，但新能源大多分布在距離負荷中心較遠的地區，將大規模新能源送出大部分采用常規高壓交流線路或特高壓直流(LCC-HVDC)集中送出。但是由于LCC-HVDC存在換相失敗問題，而且由于直流輸電距離遠、跨越地域比較廣，送端多以配套新能源為主，新能源調壓性能不穩造成換流站換相失敗，直流故障時有發生，系統電壓將發生跌落或上升，對電網安全運行造成很大影響。

為此需要針對新能源送出過程對電網電壓穩定性的影響提出一種快速調壓的技術方案。

發明內容

本發明提供一種風電機組廣域快速電壓控制器及控制方法，其目的是改善風電機組的無功功率輸出，快速抑制電壓驟升與電壓驟降，能夠增強受擾后大型并網風電場系統電壓穩定性，提高電網接納大容量新能源電力的能力。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

一種風電機組廣域快速電壓控制器，其改進之處在于：所述控制器包括：電壓偏差計算環節、第一死區環節6、第一限幅環節7、第一PI環節8、無功功率偏差計算環節、第二死區環節13、第二限幅環節14、第二PI環節15、第一選擇開關9和超前滯后環節10；

所述電壓偏差計算環節、第一死區環節6、第一限幅環節7、第一PI環節8依次連接；

所述無功功率偏差計算環節、第二死區環節13、第二限幅環節14和第二PI環節15依次連接；

所述第一選擇開關9的第一輸入端與所述第一PI環節8連接；

所述第一選擇開關9的第二輸入端與所述第二PI環節15連接；

所述第一選擇開關9的輸出端與所述超前滯后環節10連接。

優選地，所述電壓偏差計算環節包括：放大器1、第一加法器2、第二選擇開關3、第一濾波環節4、第二加法器5；

所述放大器1、第一加法器2、第二選擇開關3、第一濾波環節4、第二加法器5依次連接；