[发明专利]一种基于双馈风电机组的风电场无功功率控制方法

摘要

本发明提供一种基于双馈风电机组的风电场无功功率控制方法，通过将风电场内的风电机组按调控优先级划分为多个无功调控单元，并得到风电场的无功需求量；计算各无功调控单元和无功补偿装置的可调无功容量，根据风电场的无功需求量对各无功调控单元和无功补偿装置进行无功分配；判断风电场的并网点电压是否在允许的运行范围内。本发明提出的方法考虑了风电场电气接线，以及场内电压分布的特点对风电机组无功调节能力对风电场并网点电压支撑作用的影响，优化调控了风电机组的无功调节能力，为风电场和系统电压提供了准确、可靠且有效的支撑；保证了基于双馈风电机组的风电场并网运行的可靠性及高效性。

主权项

1.一种基于双馈风电机组的风电场无功功率控制方法，所述基于双馈风电机组的风电场内的无功调节设备包括风电机组及无功补偿装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1.将所述风电场内的所述风电机组按调控优先级划分为多个无功调控单元；所述步骤1包括：1‑1.对所述风电场内所有风电机组进行编号；1‑2.计算所述风电场内每段集电线路的阻抗，将每台风电机组到风电场主变压器低压侧母线的线路阻抗按照大小进行排序，并将所有风电机组分为多个无功调控单元；步骤2.计算得到所述风电场的无功需求量；所述步骤2包括：2‑1.检测得到所述风电场的并网点电压的实时值；2‑2.计算所述风电场的并网点电压的实时值与并网点电压控制目标的差值，得到所述风电场的电压偏差值；2‑3.根据所述电压偏差值，利用PI控制器确定所述风电场的无功功率需求量；步骤3.判断所述风电机组或所述无功补偿装置是否在正常运行；根据所述风电场的监测系统监测得到的所述风电机组或所述无功补偿装置的运行状态监控信息，判断所述风电机组或所述无功补偿装置是否在正常运行；若是，则进入步骤5；若否，则进入步骤4；步骤4.维修未正常运行的所述风电机组或所述无功补偿装置，返回步骤3；步骤5.计算各所述无功调控单元和无功补偿装置的可调无功容量；步骤6.根据所述风电场的无功需求量对各所述无功调控单元和无功补偿装置进行无功分配；步骤7.判断所述风电场的并网点电压是否在允许的运行范围内；若是，则所述风电场无功功率协调控制结束；若否，则返回步骤2；所述步骤6中对所述无功补偿装置进行无功分配，包括：判断所述无功补偿装置是否均接入同一主变压器；若是，则对所述无功补偿装置采用等比例法进行无功功率分配；若否，则所述无功补偿装置接入不同的主变压器；按照不同主变压器输送的有功功率所占风电场总有功出力的比例进行无功容量需求分配；所述按照不同主变压器输送的有功功率所占风电场总有功出力的比例进行无功容量需求分配，包括：式中，Q_{TRi_tgt}为接入风电场第i台主变的无功补偿装置需要调节的无功容量；Q_{WF_tgt}为风电场的无功需求总容量；Q_{WT_tgt}为所有无功调控单元需要调节的总无功容量；P_{i_mea}为风电场第i台主变高压侧的有功功率测量值；k为风电场主变压器的台数；所述步骤7包括：7‑1.计算所述风电场的并网点电压实时测量值V_{PCC_mea}与控制目标值V_{PCC_tgt}的误差ΔV_error：ΔV_error＝|V_{PCC_tgt}‑V_{PCC_mea}|7‑2.比较误差ΔV_error与风电场并网点电压控制的允许误差U_mpe的值；若ΔV_error≤U_mpe，则表明风电场并网点电压满足要求，在允许的运行范围内，则所述风电场无功功率协调控制结束；若ΔV_error>U_mpe，则返回步骤2。