专利名称：基于电气原理的风电场群无功分配方法
技术领域：
本发明涉及一种用于实现风电场群无功分配的电气原理分配方法，属于新能源发 电技术中的风电场无功控制技术领域。
背景技术：
风电作为最具规模化开发和商业化发展前景的新能源技术之一，越来越受到各国 的重视。大规模集群式风电场集中接入电网是我国风力发电的主要应用模式。风电场接入 对电网的最直接影响是接入点的电压无功问题，包括风力变化引起的电压波动、闪变，工况 变化引起的电压幅值超标、功率因数不合格等等。随着风电的发展，一个区域内通常有多个风电场与电网相连，当中枢节点的电压 出现波动或异常时，需要对风电接入区域内的无功进行补偿。风电接入区域内各风电场的 无功补偿方案可以通过系统分析完成，常用方法是根据静态潮流分析和优化方法，其中，静 态潮流分析方法的补偿原理是根据电网的全局信息，进行静态潮流计算，提取相关节点无 功功率对于中枢节点的电压/无功灵敏度信息，由此选取最佳无功补偿点并计算相应的无 功补偿容量进行补偿；优化方法则是根据电网的全局信息，对全网进行优化潮流计算，以此 确定最佳无功补偿点及相应的无功补偿容量进行补偿。上述两种方法的缺点是需要以电网 全局信息可知为基础。但在风电场接入地区，通常只能够获取局部运行信息，因此上述方法并无法适用 于实际运行风电场。考虑到中枢节点电压波动会反映为风电场出口的电压波动，可以在各 风电场出口采集实时电压值，通过各风电场自治控制完成，当采集的实时电压低于设定值 时，根据电压偏差值整定风电场的容性无功调节量，通过调节风电机组容性无功输出或投 入相当数量的电容器发出容性无功，补充系统缺乏的无功，使电压升高；反之，当采集的电 压高于设定值时，根据电压偏差值整定需风电场的感性无功调节量，通过调节风电机组的 感性无功输出或投入相当数量的电抗器发出感性无功，吸收系统过剩无功，使电压降低。以 此实现对系统的无功补偿，维持电压的稳定性。但采用该方法各风电场自治控制时，当中枢 节点电压波动，各风电场的调节缺乏配合，此时无功补偿产生的电压支撑是各风电场无功 输出对中枢节点电压支撑的叠加，因此，有可能会使无功补偿量过大，导致中枢节点电压调 节量过大。综上所述，根据中枢节点的电压波动，合理利用风电接入电网局部信息整定区域 无功补偿量并在各风电场之间合理分配，对于风电接入电网局部无功优化、各风电场之间 的相互协调具有重要意义，有利于各风电场更好地配合系统运行，提高风电场接入地区的 无功支撑能力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是多风电场接入区域的无功控制问题，提供一种能够 对多风电场无功控制进行协调的基于电气原理的风电场群无功分配方法。
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本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下基于电气原理的风电场群无功分 配方法，运行于多风电场接入区域中枢节点的变电站自动化系统，通过与各风电场监控系 统通讯实现控制，其特征是包括如下步骤一、结合中枢节点变电站的实际电压采样时间(1 2s)将测量周期分成5个0.4s
的采样时段，采集中枢节点电压，并根据式(1)计算中枢节点的实时电压， 1 10
权利要求
基于电气原理的风电场群无功分配方法，其特征是包括如下步骤一、结合中枢节点变电站的实际电压采样时间，将测量周期分成5个0.4s的采样时段，采集中枢节点电压，并根据式(1)计算中枢节点的实时电压， <mrow><msub> <mi>V</mi> <mi>I</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>10</mn></mfrac><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mn>10</mn></munderover><msub> <mi>V</mi> <mi>t</mi></msub><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式(1)中，VI为风电场接入节点实时电压折算值；Vt为第t个采样时段的电压采样值；二、根据式(2)计算中枢节点的电压偏差，ΔV＝VI VB(2)式(2)中，ΔV为中枢节点电压偏差；VB为中枢节点基准电压；三、根据式(3)计算中枢节点的无功功率需求量，ΔQ＝ΔV(Q2 Q1)/(V2 V1) (3)式(3)中，ΔQ为中枢节点无功需求量；Q1为前一个测量周期的无功注入量；Q2为当前测量周期的无功注入量；V1为前一个测量周期的电压；V2为当前测量周期的电压；四、根据区域潮流信息及风电场接入线路参数计算风电场至中枢节点的等效电气阻抗；五、计算风电场的无功分配量；六、向风电场监控系统下发无功调节指令，返回步骤一。
2.根据权利要求1所述的基于电气原理的风电场群无功分配方法，其特征是 步骤四的具体步骤是a、根据式(4)和式(5)计算风电场i在功率流过的送出线路上的功率损耗， PiJoss ‘ y2 氏(4)
3.根据权利要求1所述的基于电气原理的风电场群无功分配方法，其特征是 步骤五的具体步骤是a、设无功调节后的中枢节点电压为V'，风电场i的无功为Q' ”根据式(11)和式 (12)计算所有风电场功率引起的有功功率损耗，
全文摘要
基于电气原理的风电场群无功分配方法包括如下步骤计算中枢节点的实时电压；计算中枢节点的电压偏差；计算中枢节点的无功功率需求量；根据区域潮流信息及风电场接入线路参数计算风电场至中枢节点的等效电气阻抗；计算风电场的无功分配量；向风电场监控系统下发无功调节指令，进入下一次控制。本方法以风电场接入区域中枢节点电压作为调控对象，考虑风电场接入区域的实际情况，利用局部区域运行信息，依据基本电气原理对风电场功率流经线路阻抗进行等效，并以接入区域有功网损最小为目标对无功进行优化，使风电场群在提供无功支撑的同时，也考虑到电网运行和无功调节的经济效益，有助于改善风电场群的无功协调分配控制。
文档编号H02J3/18GK101938131SQ20101026903
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月1日 优先权日2010年9月1日
发明者刘隽, 包海龙, 石磊, 陈宁 申请人:国网电力科学研究院;上海市电力公司