[发明专利]适用于高压电网的风电场调度配合型无功运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的无功运行方法，特别涉及一种适用于高压并网的风电场无功运行与控制方法。

背景技术

随着智能电网建设的深入，分布式发电正逐渐取代原有的小火电、柴油机等发电方式，并有望替代一部分传统火力和水力发电。分布式发电在我国的趋势之一，是由原来的小容量低电压等级并网逐渐向大规模高电压等级并网发展。同时，分布式发电的选址也逐渐由内陆向近海甚至深海区域发展。在我国，海上风电已经成为分布式发电进一步发展的重点之一。然而，为电网带来清洁能源电力的同时，分布式发电也带来了一些负面影响。其中，风电、太阳能发电等间歇型分布式发电为电网的运行带来了更多的不确定性，对电网的运行调度，运行安全提出了严峻的挑战。

风电场无功运行和电压调节是目前电网运行调度最关注的问题之一。我国关于风电场并网的国家标准为2011年发布的国标GB/T 19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》(下文简称“国标”)。国标要求风电场应尽量利用自身的无功调节能力，必要时配置无功补偿设备以保证满足风电场自身、升压变电站以及接入线路的部分或全部无功需求，同时保持并网点电压符合电网电压运行要求。此外，国标还要求风电场安装的双馈和直驱式变速风机的功率因数应在超前0.95～滞后0.95之间动态可调。可以看出，我国国标规定稍显宽松，风电场运行时的灵活性高，但同时也使得风电场的无功输出具有很大的不确定性和无目的性，对电网的无功电压运行不能起到有目的的支撑作用，同时增加了电网电压调度决策的难度。

本发明把电力电压调度的决策通过增加接口的形式引入到风电场的无功运行中，从而使得风电场能够配合电压调度对电网电压进行实时监控并参与主动调压，有助于改善风电场并网下的电压波动问题和调度决策困难，使电网能够接纳更多的清洁的风能发电。

发明内容

为了解决风电场并网下的电压调度困难，抑制电网电压波动，使电网能够接纳更多的风能发电，本发明提出了适用于高压并网的风电场无功运行与控制方法。该方法在电力调度和风电场无功控制系统之间增加接口，使电力调度的调压需求能够转换为风电场的无功控制指令，从而使风电场有目的地参与主动调压，避免了目前风电场无功运行的随机性和无目的性，能够有效的抑制电压波动，降低了电压调度决策难度。

一种适用于高压电网的风电场调度配合型无功运行方法，包括以下步骤：

(1)电力调度制定目标时间段内风电场调度配合型接口的设置参数：首先，电力调度针对当前时间段的电网网架，通过保持负荷不变和风电场有功不变，并更改风电场无功出力，计算无功运行目标时间段内风电场接入点的电压变化量与风电场输出无功功率变化量的比值，即风电场无功功率的电压影响因数K；其次，给出风电场的运行电压范围[V_Min，V_Max]，再次，根据电压运行安全需要或经济调压需要，调度制定无功运行目标时间段内风电场的目标运行电压V_Obj，及风电场应当具有的最小调压能力ΔV_Min、最大调压能力ΔV_Max；最后，确定风电场调度配合型无功运行接口的风电机无功分配模式和控制时间间隔ΔT；

(2)风电场调度配合型无功运行接口判断当前时间是否位于调度制定的目标时间段内，如果不是，则不接受调度的其他参数设置；如果当前时间位于调度制定的目标时间段内，则接受调度的其他设置参数，并将其作为风电场调度配合型无功运行接口的设置参数；所述其他设置参数包括：风电场无功功率的电压影响因数K、风电场的目标运行电压V_Obj、风电场最小调压能力ΔV_Min、风电场最大调压能力ΔV_Max，风电场运行电压上限V_Max，风电场运行电压下限V_Min，风电场调度配合型无功运行接口的风电机无功分配模式，风电场调度配合型无功运行接口的控制时间间隔ΔT；

(3)风电场调度配合型无功运行接口根据(2)中所述设置参数在目标时间段内监测接入点电压和风电场各风机的有功输出，在每个控制时间间隔ΔT开始，根据并网点电压计算风电场的总无功需求Q；

(4)得到风电场的总无功需求Q以后，按照已设置的风电机无功分配模式，将无功需求分配到风电机；风电机按要求输出或吸收无功功率以调节电压；

(5)风电场调度配合型无功运行接口判断当前时间是否处于目标时间段内，如果是，则返回步骤(3)；如果否，则返回步骤(1)。