[发明专利]一种风电场无功补偿控制方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电无功补偿控制技术领域，尤其涉及一种风电场无功补偿控制方法。

背景技术

当今，风力发电技术呈现出快速发展的势头，装机容量越来越大，在电网中所占的比例也随之上升。在为电网带来清洁能源的同时，也出现了不少的问题，其中急需解决就是风电场并入电网所带来的稳定性问题，无功调节不足是导致这一问题的重要原因，解决风电接入系统电压无功调节问题，目前比较流行的措施是采用外部补偿设备或利用双馈风机定子侧的无功调节能力，但是采用外部设备，比如静止无功补偿器或超级电容器储能，虽然能够向电网提供一定的无功支持，但是无疑增加了风电场的投资成本；或利用双馈风机定子侧自身的无功调节能力，但只能在故障较轻转子侧变流器不退出的情况下才能发挥作用，有一定的局限性，因此急需一种即能够充分利用各无功源的无功调节能力，保证风电系统的暂态稳定性，又能够减少无功补偿设备的配置容量，尽可能减少风电场的投资成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种风电场无功补偿控制方法，以解决目前采用外部设备设备，如采用静止无功补偿器或超级电容器储能，增加了风电场的投资成本；或利用双馈风机定子侧自身的无功调节能力，但只能在故障较轻转子侧变流器不退出的情况下才能发挥作用，有一定的局限性等问题。

本发明技术方案：

一种风电场无功补偿控制方法，其特征在于它包括下述步骤：

步骤1、在风电并网母线处安装电压互感器检测其实时电压；

步骤2、将风电场并网点检测到的实时电压测量值                                               与并网点电压的给定参考值进行比较，两者的差值信号通过PI控制器处理后得到电网所需的总无功值；

步骤3、在双馈风机转子绕组处安装电流测量元件检测转子电流，将转子电流值与转子侧变流器的极限电流值做减法运算，结果大于0，双馈风机转子侧转子保护动作信号Crowbar为1，反之双馈风机转子侧转子保护动作信号Crowbar为0；

步骤4、无功功率分配：双馈风机转子侧转子保护动作信号Crowbar为0，则将电网所需的总的无功值在网侧变流器和双馈风机定子侧之间分配；双馈风机转子侧转子保护动作信号Crowbar为1，则将电网所需的总的无功值在网侧变流器和静止同步补偿器之间分配。

步骤4所述的无功功率分配，双馈风机转子侧转子保护动作信号Crowbar为0时，当电网所需的总无功值小于等于网侧变流器无功极限值时，则将电网所需的总无功值分配给网侧变流器；当电网所需的总无功值大于网侧变流器无功极限值时，则网侧变流器分配到的无功值为自身的无功极限值，双馈风机定子侧分配到的无功值为电网所需的总无功值减去网侧变流器的无功极限值。

步骤4所述的无功功率分配，当双馈风机转子侧转子保护动作信号Crowbar为1时，网侧变流器分配到的无功值为其自身的无功极限值，静止无功补偿器分配到的无功值为电网所需的总无功值减去网侧变流器的无功极限值。

本发明有益效果：

本发明通过实时检测风电场并网点电压值并经过与比较后，其差值经过PI控制器常规计算后得到电网所需的总的无功值，通过采集双馈风机转子侧转子保护动作信号Crowbar信号，通过信号判断实现在网侧变流器、双馈风机定子侧和静止同步补偿器(STATCOM)）之间进行无功功率分配，保证了风电场在面临不同严重程度的各项故障时，都能够得到足够的无功补偿，维持了自身的暂态电压稳定性，并减少近41%的静止同步补偿器(STATCOM)的配置容量，为了风电场的投资节约了成本，本发明针对风电场面临的暂态稳定性问题，提出一种新的控制方法，既能够充分利用各无功源的无功调节能力，保证风电系统的暂态稳定性，又能够减少无功补偿设备的配置容量，尽可能减少风电场的投资成本；解决了目前采用外部设备设备，如采用静止同步补偿器(STATCOM)或超级电容器储能，增加了风电场的投资成本；或利用双馈风机定子侧自身的无功调节能力，但只能在故障较轻转子侧变流器不退出的情况下才能发挥作用，有一定的局限性等问题。

附图说明：

图1为电压跌落30%时无功补偿控制前后并网电压曲线对比图；

图2为电压跌落30%时无功补偿控制前后双馈风机定子侧有功曲线对比图；

图3为电压跌落30%时无功补偿控制前后网侧变流器有功曲线对比图；

图4为电压跌落30%时无功补偿控制前后网侧变流器无功曲线对比图；