[发明专利]基于电气原理的风电场群无功分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于实现风电场群无功分配的电气原理分配方法，属于新能源发电技术中的风电场无功控制技术领域。

背景技术

风电作为最具规模化开发和商业化发展前景的新能源技术之一，越来越受到各国的重视。大规模集群式风电场集中接入电网是我国风力发电的主要应用模式。风电场接入对电网的最直接影响是接入点的电压无功问题，包括风力变化引起的电压波动、闪变，工况变化引起的电压幅值超标、功率因数不合格等等。

随着风电的发展，一个区域内通常有多个风电场与电网相连，当中枢节点的电压出现波动或异常时，需要对风电接入区域内的无功进行补偿。风电接入区域内各风电场的无功补偿方案可以通过系统分析完成，常用方法是根据静态潮流分析和优化方法，其中，静态潮流分析方法的补偿原理是根据电网的全局信息，进行静态潮流计算，提取相关节点无功功率对于中枢节点的电压/无功灵敏度信息，由此选取最佳无功补偿点并计算相应的无功补偿容量进行补偿；优化方法则是根据电网的全局信息，对全网进行优化潮流计算，以此确定最佳无功补偿点及相应的无功补偿容量进行补偿。上述两种方法的缺点是需要以电网全局信息可知为基础。

但在风电场接入地区，通常只能够获取局部运行信息，因此上述方法并无法适用于实际运行风电场。考虑到中枢节点电压波动会反映为风电场出口的电压波动，可以在各风电场出口采集实时电压值，通过各风电场自治控制完成，当采集的实时电压低于设定值时，根据电压偏差值整定风电场的容性无功调节量，通过调节风电机组容性无功输出或投入相当数量的电容器发出容性无功，补充系统缺乏的无功，使电压升高；反之，当采集的电压高于设定值时，根据电压偏差值整定需风电场的感性无功调节量，通过调节风电机组的感性无功输出或投入相当数量的电抗器发出感性无功，吸收系统过剩无功，使电压降低。以此实现对系统的无功补偿，维持电压的稳定性。但采用该方法各风电场自治控制时，当中枢节点电压波动，各风电场的调节缺乏配合，此时无功补偿产生的电压支撑是各风电场无功输出对中枢节点电压支撑的叠加，因此，有可能会使无功补偿量过大，导致中枢节点电压调节量过大。

综上所述，根据中枢节点的电压波动，合理利用风电接入电网局部信息整定区域无功补偿量并在各风电场之间合理分配，对于风电接入电网局部无功优化、各风电场之间的相互协调具有重要意义，有利于各风电场更好地配合系统运行，提高风电场接入地区的无功支撑能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是多风电场接入区域的无功控制问题，提供一种能够对多风电场无功控制进行协调的基于电气原理的风电场群无功分配方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：基于电气原理的风电场群无功分配方法，运行于多风电场接入区域中枢节点的变电站自动化系统，通过与各风电场监控系统通讯实现控制，其特征是包括如下步骤：

一、结合中枢节点变电站的实际电压采样时间(1～2s)将测量周期分成5个0.4s的采样时段，采集中枢节点电压，并根据式(1)计算中枢节点的实时电压，

VI=110Σt=110Vt---(1)]]>

式(1)中，V_I为风电场接入节点实时电压折算值；V_t为第t个采样时段的电压采样值；

二、根据式(2)计算中枢节点的电压偏差，

ΔV＝V_I-V_B                 (2)

式(2)中，ΔV为中枢节点电压偏差；V_B为中枢节点基准电压；

三、根据式(3)计算中枢节点的无功功率需求量，

ΔQ＝ΔV(Q₂-Q₁)/(V₂-V₁)        (3)