[发明专利]一种基于电压运行状态的风电场电压控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于电压运行状态的风电场电压控制方法，属于电力系统自动电压控制技术领域。

背景技术

近年来频频发生风电场内风机因电压问题而脱网，而在风电场内搭设自动电压控制系统被认为是解决风电场电压问题的一个有效手段。风电场自动电压控制，即是利用风电场内的风机，静态无功补偿装置，静态无功发生器，等设备来完成风电场内无功电压的安全优化控制。但不同于水火电厂，风电场在电压控制上具有多个控制目标：风电场内自动电压控制系统不仅需要完成调度中心下发的对风电场并网点电压的控制目标（通常为风电场升压站高压母线电压），更要保证场内不同地方的各台风机的机端电压均在安全范围内，而目前我国大部分风机的机端电压安全运行范围为额定电压的±10%，相比水火电机组，对电压的要求更为苛刻。并且由于风电场具有网络特点，在保证全网电压合格的基础上，也要保证风电场内电力网络的无功分布合理。

但现有风电场内自动电压控制系统，往往仅以风电场并网点电压为控制目标，缺乏对风机机端电压的控制，且未考虑风电场内无功分布是否合理。

在本文所述控制方法中，涉及到电压标幺值的概念，何仰赞，温增银在《电力系统分析(上册)》（华中科技大学出版社2002年1月，第三版，pp.35-43）提到，标幺制是相对单位制的一种，在标幺制中各物理量都用标幺值表示。标幺值定义由下式给出。

例如风机机端电压的实际有名值为690V，选定其电压基准值为其额定电压值690V，则按照式（1），可知该风机机端电压的标幺值为690/690=1。

在风电场电压控制过程中会用到无功功率对电压的灵敏度，无功功率对电压的灵敏度是用来表征无功功率和电压间的线性关系。设风电场中任意节点A的无功功率变化量为任意节点B的电压变化量为则节点A无功功率对节点B电压的灵敏度的定义可由下式给出：

SAB=∂V∂Q---(2)]]>

风电场内所有节点间的无功功率对电压的灵敏度可以组成无功功率对电压的灵敏度矩阵，无功功率对电压的灵敏度矩阵的具体计算方法，可参见孙宏斌，张伯明，相年德在《准稳态灵敏度的分析方法》（中国电机工程学报，1999年4月V19N4，pp.9-13）。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于电压运行状态的风电场电压控制方法，克服现有技术的不足之处，以适应目前风电场电压控制中多个控制目标的控制需求。

本发明提出的基于电压运行状态的风电场电压控制方法，包括以下步骤：

（1）设风电场并入电网的并网点电压的实际值为电网区域调度中心下发的并网点电压控制目标值为设电压合格阈值为V_Dead，对风电场并入电网的并网点电压状态进行判断，若则风电场并网点电压处于正常状态，若则风电场并网点电压处于追踪状态；

（2）设风电场的各风机机端电压值的标幺值为V_G，风机机端电压值的安全参考值的标幺值为设η₁、η₂、η₃为三个判断值，且0<η₁<η₂<η₃<0.1，对风电场内各风机的电压状态进行判断，若则风机机端电压处于正常状态，若则风机机端电压处于闭锁状态，若则风机机端电压处于校正状态，若则风机机端电压处于紧急校正状态；

（3）当风电场内所有风机的机端电压处于闭锁状态或正常状态，且风电场并网点电压为正常状态时，则进行以下控制：