[发明专利]风电场集群的无功功率控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种风电场集群的无功功率控制方法及系统，该方法包括：风电场集群控制装置从调度中心下发的电压指令中提取风电场集群内各个风电场的目标并网点电压；检测各个风电场上传的当前并网点电压所在的预设区间；如果处于正常运行区间，控制该风电场AVC子站进入本地控制模式；如果处于异常运行区间，控制该风电场AVC子站进入协调控制模式，根据无功电压灵敏度和各风电场无功可调容量在风电场集群里选择协调AVC子站，协助控制处于协调控制模式的风电场并网点电压达到目标电压；如果处于紧急运行区间，控制该风电场AVC子站进入紧急控制模式，采用切机、甩负荷或者切风场的方式控制该风电场的并网点电压。

技术领域

本发明涉及风电场集群控制技术领域，尤其涉及一种风电场集群的无功功率控制方法及系统。

背景技术

目前，由于受无功分层平衡就地补偿观点的影响，国内外对于风电场的大部分的研究重点都集中在了对单个风电场的无功电压优化控制，考虑相近风电场间的协调配合的研究比较少。

我国风电场往往集中建设，形成大规模的风电场集群，多个风电场集中接入同一变电站形成风电场集群，给调度部门带来困难，就无功方面来讲，由于风电的波动性，强烈影响地区电压水平。

在风电场较多的地区，对于这种在地理位置上邻近、有相同特性并且接入同一变电站的风电场集群，将风电场作为基本单元，就地补偿的无功电压控制模式并不是最优的，风单场独自进行无功电压调节的方式不能满足电网的要求，会使区域内无功功率分布不合适，地区整体电压水平下降。

发明内容

本发明提供了一种风电场集群的无功功率控制方法及系统，以至少解决风电场集群的无功功率控制问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种风电场集群的无功功率控制方法，风电场集群控制装置接收调度中心下发的电压指令，并从所述电压指令中提取风电场集群内各个风电场的目标并网点电压，其中，所述风电场集群控制装置设置在所述各个风电场汇集的变电站；所述风电场集群控制装置接收所述各个风电场上传的当前并网点电压，并将所述当前并网点电压和预设区间进行比较，检测所述当前并网点电压所在的区间；如果所述当前并网点电压处于正常运行区间，所述风电场集群控制装置控制该风电场的AVC子站(自动电压控制，Automatic Voltage Control)进入本地控制模式，并向所述AVC子站下发所述目标并网点电压，通过无功功率补偿控制所述风电场的并网点电压达到所述目标并网点电压；如果所述当前并网点电压处于异常运行区间，所述风电场集群控制装置控制该风电场的AVC子站进入协调控制模式，根据无功电压灵敏度和各风电场的无功可调容量在所述风电场集群里选择协调AVC子站，控制所述协调AVC子站输出无功功率，以协助控制处于协调控制模式的风电场的并网点电压达到所述目标并网点电压；如果所述当前并网点电压处于紧急运行区间，所述风电场集群控制装置控制该风电场的AVC子站进入紧急控制模式，采用切机、甩负荷或者切风场的方式控制该风电场的并网点电压。

在一个实施例中，所述预设区间根据风电场并网点电压进行划分，正常运行区间为异常运行区间为或紧急运行区间为或其中，i表示风电场的编号，V_i表示风电场并网点电压，

在一个实施例中，根据无功电压灵敏度和各风电场的无功可调容量在所述风电场集群里选择协调AVC子站包括：采用以下公式计算所述风电场集群内所有风电场对处于协调控制模式的风电场i的无功电压灵敏度系数矩阵S：S＝-(B″)^-1V^-1，其中，无功电压灵敏度系数矩阵S中的元素S_ij为风电场i的并网点电压变化对风电场j的并网点无功功率改变的灵敏度系数；B″为所述风电场集群内线路的导纳矩阵，矩阵可逆；V＝diag(V₁,V₂,...,V_n)表示风电机组机端电压，共有n个节点；将无功电压灵敏度系数矩阵S中的灵敏度系数S_ij按照从大到小进行排序，并选择排序在前面的灵敏度系数所对应的风电场的AVC子站作为所述协调AVC子站。