[发明专利]针对风电场静止无功补偿器的主辅协同控制装置及方法

说明书

本发明涉及一种针对风电场静止无功补偿器的主辅协同控制装置及方法，包括：输入电路向比较电路和电压调节电路输入VN、向无功调节电路输入静止无功补偿器感性支路电流；比较电路比较VN、主辅控制切换上、下限电压值Vmin和Vmax；若Vmin<VN<Vmax，切换开关导通，比较电路输出VN；否则，切换开关导通，比较电路输出A；无功调节电路根据比较电路输出的VN向输出电路输入第一控制器输出导纳值BL1；电压调节电路根据比较电路输出的值向输出电路输入第二控制器输出导纳值BL2；输出电路根据BL1控制SVC运行于主控制‑感性支路恒无功控制状态；或根据BL2控制SVC运行于辅助控制‑恒电压控制状态。

技术领域

本发明涉及静止无功补偿器领域，特别涉及一种针对风电场静止无功补偿器的主辅协同控制装置及方法。

背景技术

我国风力资源丰富，主要分布于西北、华北、东北地区，风力发电地距离主要电力消耗地较远，因此，形成了大规模、远距离外送风电模式。另外，风电接入地系统结构薄弱，短路容量较小，系统内电压稳定问题越来越突出。为了解决该问题，提高系统电压稳定水平，风电场通常选择在低压侧集中配备动态无功补偿装置以满足整个风电场的无功需求。其中，SVC(Static Var Compensator，静止无功补偿器)凭借其技术成熟、快速响应的特点在风电场中得到广泛应用。

然而，通过总结多次风机脱网事故发现，由于目前风电场中SVC控制策略性能不佳，导致SVC在系统遭受扰动后不仅无法发挥其正面调节作用，反而进一步恶化系统的电压稳定状况。

目前，就SVC控制策略方面研究最多的是恒电压控制方式。如图1所示，为传统地SVC恒电控制方式下的动态调节特性示意图。图1中，在风电场的SVC容量范围[Qcmax,QLmax]内，风电系统电压可以稳定于[VL,VH]内，其中，VL、VH需根据系统正常运行工况下调压要求设定。由此可见在容量范围内，SVC具有较好的稳定系统电压的作用。QLmax表示SVC调节无功感性极限，Qcmax表示SVC调节无功容性极限，VH表示SVC容量范围内最大可调节电压，VL表示SVC容量范围内最小可调节电压，V1表示SVC实际运行电压，QL表示SVC实际运行点的无功。但是，此控制方式仍具有以下缺点：1)正常情况下，风电场要求SVC运行于浮空或感性状态，以便在系统发生故障时提供足够感性无功，此时风电场内损耗将增大，难以满足风电场经济运行的要求；2)SVC恒电压控制容易引起系统内无功的大幅波动，威胁系统安全；3)SVC调节无功超出其容量极限时将无法发挥其正常调节作用，电压将持续大幅波动。