[发明专利]一种风电场无功综合优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统自动控制和新能源接入与控制方法，具体涉及一种风电场无功综合优化控制方法。

背景技术

随着风电的快速发展，我国风电年新增装机容量及总装机容量已跃居世界前列。我国电网地域辽阔，风电场地域分散、并网风电机组种类繁多，风场容量较大。同传统火电厂相比，风电场普遍存在控制分散、自动化水平偏低、调度控制偏弱等缺点。在电压、无功配置与控制方面，部分风电场无功配置容量不足、控制手段缺乏，导致了普遍风场并网点母线电压合格率不高，风场的投入控制率较低。同传统电压的电压无功控制相比，风电场电压无功控制在控制对象、控制目标、控制算法上存在较大的差异，主要体现在以下几个方面：

(1)控制对象上。传统火电厂通常利用自动电压控制装置AVC(Automatic Voltage Control)。调节机组无功来达到改善电压的目的；变电站无功电压控制装置控制电容器/电抗器的投切、变压器分接头的调整，由于被调节对象的不连续性，导致变电站无功控制的不连续性。

(2)控制目标上。火电厂AVC装置的主要目的是保持主变高压侧母线的电压，平衡各机组的无功出力，电压/无功的快速支撑则是通过AVR自动实现；变电站无功电压控制装置通过离散无功器件的投切、高低压侧无功潮流的改变，控制低压侧母线电压；风电场的无功控制资源既包括直驱、双馈等风机的可调无功量，也包括静止无功补偿器、电容器、电抗器等无功资源。

(3)控制算法上。火电厂AVC装置利用等裕度、等功率因素、等比例等算法，协调机组无功出力；变电站无功电压控制装置通常利用九区图实现控制，风场无功优化控制系统必须在更高的层面上，协调这两类资源的控制。

发明内容

本发明在传统电厂、变电站自动电压控制的基础上，结合风场控制的特点，以提高风场调度自动化控制水平，提高无功配置设备的利用率，提高电网的电压稳定水平为目的，实现风电场的无功功率综合优化协调控制提供一种风电场无功综合优化控制方法。

本发明采用下述技术方案予以实施：

一种风电场无功综合优化控制方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

A、对风电场无功综合优化控制系统输入信号；

B、所述风电场无功综合优化控制系统对厂站或风场并网点电容器、电抗器的投切、静止无功补偿器SVC的控制和风场机组的控制。

本发明提供一种优选的技术方案是：所述步骤A中，所述输入信号包括调度的指令、风速、并网点的有功功率、无功功率和电压；所述调度指令为风场电压目标或接入变电站总无功出力目标；所述总无功出力目标考虑功率因素的限制。

本发明提供的第二优选的技术方案是：所述步骤B中，所述对风场机组的控制通过风机能量监控平台，所述风电场无功综合优化控制系统通过和风机能量监控平台通讯，下达风电机组无功出力目标，由所述风机能量监控平台来协调厂内所述风电机组的无功控制；所述对风场机组的控制是间接控制所述风电机组的励磁调节器组件，改变所述风电机组的无功出力。

本发明提供的第三优选的技术方案是：所述风电场无功综合优化控制系统与风机能量监控平台通过串行接口或RJ45网络接口通讯；所述风电场无功综合优化控制系统至风机能量监控平台通讯内容包括风场电压目标和风电机组无功出力目标；所述风机能量监控平台至风电场无功综合优化控制系统通讯内容包括风机有功、风机无功、风机无功出力目标、风机无功上限、下限、风机开机台数和待机台数。

本发明提供的第四优选的技术方案是：所述风电场无功综合优化控制系统与静止无功补偿器通过串行接口或RJ45网络接口通讯；所述风电场无功综合优化控制系统至静止无功补偿器的通讯内容包括风场电压目标和静止无功补偿器无功出力目标；所述静止无功补偿器至风电场无功综合优化控制系统的通讯内容包括静止无功补偿器控制母线电压、静止无功补偿器当前控制模式和无功上限、下限。

与现有技术相比，本发明达到的有益效果是：

1)本发明提供的方法中风电场无功综合优化控制系统利用离散无功设备的预测控制与连续无功设备的智能控制相结合实现了风场无功的有序、精确控制；

2)本发明提供的方法中风电场无功综合优化控制系统系统可根据风场规模、风机类型、监控系统情况选用不同体系结构、配置方式，保证了控制的安全性和灵活性的有效统一；

3)本发明提供的方法具有多重闭锁条件，保证现场无功控制设备安全；闭锁条件既包括母线电压值限制、变压器分接头、电容器、电抗器动作次数限制，也包括风机有功、无功、励磁电流等电气量限制，闭锁条件既可独立设置，又可组合生效；