[实用新型]风力发电场无功电压自动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电场无功电压自动控制系统，适用于风力发电场输出电压和无功功率的监测、控制和调节，以保障风电场的正常运转和电网的安全。

背景技术

以自然风为原动力的风力发电机组，常常因为自然风的随机性和不可控性而成为不稳定的间歇性电源。尤其是数量众多的风电机组组成的大型风电场接入电网后，必然对电力系统的安全稳定运行造成一定的影响。根据风电场所接入电网的电压电流强弱的不同，影响的程度也不尽相同。风电场大多数处于电网的末端，风电场并网运行对电网无功电压的影响成为需要特别关注的问题之一。由于风电场所接入电网的电压水平较低，电压维持能力较弱，风电机组因电网的低电压保护功能而退出运行的情况时有发生；在某些情况下，甚至出现随着风电场输出电力的增减，地区电网电压质量无法保证的现象。风电场对它所接入的电网的电压无功的影响已经成为了限制风电场装机容量和风力发电工程发展的主要障碍之一。因此，需要提出一种能够对风电场的各风电机组和整个电场的电压无功进行适时的监测、控制和调节的系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提出一种风力发电场无功电压自动控制系统。该系统能够及时监测风电场的各种数据，根据这些数据对电场的发电机组和电场电压无功进行适时调控，保障风电场和接入电网的正常运行和改善电网电压的质量，并降低网络损耗。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：风力发电场无功电压自动控制系统，主要包括：电压无功综合调度装置、电压无功补偿装置、风力发电机和通讯网络，其特征在于：所述电压无功综合调度装置主要由主监控器、副监控器、工程师工作站、打印机和打印服务器组成；所述电压无功补偿装置主要由集中补偿装置和数个就地补偿装置构成；所述集中补偿装置主要由电压互感器A、电流互感器A、电压互感器B、电流互感器B、断路器A、断路器B、断路器C、动态电压调节器、串联电抗器、电容器、并联电抗器和集中补偿控制器组成，连接在主变压器220KV侧的所述电压互感器A的电压信号和电流互感器A的电流信号和连接在主变压器35KV侧的所述电压互感器B和电流互感器B的电压和电流信号接入所述集中补偿控制器，该控制器的控制信号接入断路器B、断路器C的控制端和动态电压调节器的控制部件，所述集中补偿装置的动态电压调节器的一端经过断路器A连接到主变压器的35KV侧，其另一端连接经过断路器C连接到所述并联电抗器，经过断路器B连接到所述串联电抗器，串联电抗器连接所述电容器；所述数个就地补偿装置，其中每一个包括断路器D、数个快速熔断器、数个动态柔性投切模块、数个自愈式电容器组、电压互感器C、电流互感器C和就地补偿控制器，连接在升压变压器的690V侧的电压互感器C的电压信号和电流互感器C的电流信号接入所述的就地补偿控制器，该控制器的控制信号接入所述断路器D的控制端和动态柔性投切模块的控制端，所述断路器D的一端连接升压变压器的690V侧，所述数个快速熔断器的一端并联在断路器D的另一端，数个快速熔断器的另一端连接所述数个自愈式电容器组，每个就地补偿装置同一个风力发电机一起并联在一个升压变压器的690V侧，该升压变压器的35KV侧连接在主变压器的35KV侧；所述电压无功综合调度装置与电压无功补偿装置中的集中补偿控制器和数个就地补偿控制器通过通信协议进行数据交换和控制。

所述每个就地补偿装置的就地补偿控制器分析处理由电压互感器C和电流互感器C传来的电压电流信号，根据所述综合调度装置的指令，通过柔性投切模块控制自愈式电容器组的投切，来调节升压变压器的初级端的电压和无功，以保障电场的正常运转。

所述集中补偿装置的集中补偿控制器分析处理由电压互感器A、B和电流互感器A、B传来的电压电流信号，按照所述综合调度装置的指令，根据Q＝2πfCU2的原理，通过调节动态电压调节器3.4的输出电压，即调节电抗器和电容器的端电压来调节无功输出，从而保障电场的正常运转。

本实用新型中的集中补偿控制装置通过动态电压调节器改变电容器和电抗器端电压，从而达到改变无功输出容量、调节系统功率因数、改善系统无功的目的。该装置在调节中无过电压，调节过程中无充放电，无涌流，因此它可以实现适时调节，而且保证电抗器和电容器运行在额定电压以下，延长补偿装置的使用寿命，保证电压无功合格率，有效降低线损。