[发明专利]一种大型风电集群及其送出通道的无功电压综合控制方法

说明书

本发明涉及新能源发电、风电场及电网安全运行领域，尤其涉及一种大型风电集群及其送出通道的无功电压综合控制方法。本发明包括由一级无功电压控制、二级无功电压控制和紧急状态及极端情况下的无功电压控制等三级无功电压控制措施组成。一级无功电压控制由风电场集中接入点的变电站进行闭环监控完成，二级无功电压控制由区域电网主站完成，主要由风电场集中接入点的SVC或电容电抗器进行电压控制。紧急状态及极端情况下的无功电压控制主要采取增设安全自动装置来实现，主要措施包括切风电机组、切负荷以及切除一回750kV风电送出线路。

技术领域

本发明涉及新能源发电、风电场及电网安全运行领域，尤其涉及一种大型风电集群及其送出通道的无功电压综合控制方法。

背景技术

随着我国风电产业的快速发展，在三北地区形成了多个百万千瓦甚至千万千瓦风电基地。由于风电出力具有随机性、波动性和不稳定性等特点，且风电基地分布地域广，风资源具有一定的空间耦合性，当几百上千台风机集中接入某一个末端电网时，将造成电网的有功潮流和无功电压的频繁波动，而且大型风电基地或集群一般都距离负荷中心较远，风电送出通道采用的超高压交流输电线具有很高的充电功率。风电集群有功出力的大幅度变化，必然引起整个输电通道潮流的大起大落，在薄弱的系统接入点，风电有功和无功出力的波动将急剧恶化局部地区的无功电压状况。

由于目前已经投运的风电机组大部分不具备低电压穿越能力或低电压穿越能力十分有限，当风电场发生较大电压扰动时，风电机组出于自身的保护，往往采取自动切除的方式，造成系统有功失衡，影响系统稳定。在风电场发生局部故障的情况下，经常导致大规模风电机组脱网事故的发生，严重情况下甚至能够引发电网稳定问题，因此，对于大规模风电接入电网，必须具备足够的动态感性和动态容性无功调节能力，同时要求各类发电机组与电网协同调压，才可能实现电网电压的有效控制，从而保障电力系统安全稳定运行。目前，已经有很多关于单个风电场的无功优化控制算法的研究成果，传统电网的自动电压控制(AVC)系统也应用比较多，但是还没有具有实际应用价值的大型风电集群及其送出通道的无功电压综合控制措施，研究大型风电集群及其送出通道的无功电压综合控制策略具有重要的理论意义和应用价值。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种大型风电集群及其送出通道的无功电压综合控制方法，通过三级综合无功电压控制以实现对大型风电集群及其送出通道无功电压的综合控制。

本发明的技术方案为：

一种大型风电集群及其送出通道的无功电压综合控制方法，包括一级无功电压控制、二级无功电压控制和紧急状态及极端情况下的无功电压控制。

一级无功电压控制包括以下步骤：

(I-a)在风电场升压变电站低压侧安装分组投切的低压电容器、电抗器和SVC(静止无功补偿器Static Var Compensator，简称SVC)；

(I-b)将风电场升压变电站高压母线的一级电压控制范围定为确定一级电压控制定值为其中为风电场升压变电站高压母线的额定电压；

(I-c)当风电场升压变电站高压母线的电压U¹在范围内稳定运行时，仅由SVC对风电场升压变电站高压母线电压进行自动调控，以控制风电场升压变电站高压母线电压至一级电压控制定值

(I-d)当风电场升压变电站高压母线的电压U¹在范围时，调整风电机组自身无功出力以控制风电场升压变电站高压母线电压在范围内；

(I-e)当风电场升压变电站高压母线的电压U¹大于等于时，分组投切低压电容器和电抗器以控制风电场升压变电站高压母线电压至

(I-f)当风电场集中接入点处的风电场升压变电站高压母线的电压U¹在范围时，调整风电机组自身无功出力以控制风电场升压变电站高压母线电压在范围内；