专利名称：一种基于风电场aqc的风电机组无功调节方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种基于风电场AQC的风电机组无功调节方法及系统。
背景技术：
目前的风电场，大多处于比较偏远的地区，距离主干电网较远，需要通过长距离的输电线与电网相连。风电场的这种弱电网连接使风电场的电压控制、无功功率管理、动态功角稳定和电网扰动后风力发电机的行为等得到了广泛的关注。为保证电网安全稳定运行，对并网型风力发电机组运行的要求越来越高，目前电网运营商都要求在电网正常运行条件下风电场自身能够调节电网接入点的无功功率及电压，进行无功功率补偿，以保证电网接入点的电压稳定，防止由于风速变化带来的接入点电压波动。双馈风力发电机是目前采用最广泛的机组类，双馈机型优点在于能够以较低的变换器成本实现机组的变速恒频运行，另外还可以实现有功无功的独立灵活控制，因此双馈风电机组在电力系统中既可以作为有功电源，也可以作为无功电源。电网电压受电网中所传输的无功功率的影响，通过控制电网中的无功功率可以对电网电压进行调整。双馈风电机组作为重要的无功源，在稳定电网电压方面应该发挥应有的作用，研究双馈风电机组的无功控制策略显得非常必要。为提高并网能力，电网要求风电场配置无功补偿装置，目前最为有效的无功补偿装置是SVG，以装机49. 5丽(约合33台1. 5丽)的风电场需要补偿20%无功计算，整个风场需要投入200万元左右的SVG设备。随着风场容量的增长，SVG设备投入费用也在成比例增加。我国每年预计装机12000MW，同样按补偿20%无功计算，SVG设备投入费用为4. 8亿元。SVG投资大，而利用风电机组本身的无功输出能力可以降低风电场运行成本！目前，风电场无功功率控制系统是在风电场监控系统下增设的AQC系统，风电场AQC系统的构建，需增加硬件成本，且周期较长。现有模式下，风电场内参与无功调节的风电机组均是被动的执行者，风电场AQC系统经过控制器计算出机组机群需输出的无功功率，风电机组被动的执行该无功分配值，这其中包括风场内的其他无功补偿设备。由于AQC的核心算法是在中控上位机服务器上实现，上位机服务器控制的实时性较差，闭环调节滞后严重。由此可见，现有技术中无功功率的调节系统存在着明显的不足和缺陷，因此，如何创设一种能够降低风电场运行成本、可实现实时闭环调节的基于风电场AQC的风电机组无功调节方法及系统，实属当前重要的研发课题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于风电场AQC的风电机组无功调节方法及系统，使其节约上位机硬件成本、实现实时性闭环调节，风电场无功补偿设备与机组运行之间的协调控制，从而克服现有技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于风电场AQC的风电机组无功调节方法，包括以下步骤A、下发无功设定指令；B、采集风电场并网点信息，并计算风电场并网点无功功率波动和需求；C、采集集中式无功补偿设备的投切状态、故障状态和投入容量数据；D、接受步骤A的无功设定指令，并同步骤B得到的风电场并网点无功功率波动和需求、步骤C采集的集中式无功补偿设备的投切状态、故障状态和投入容量数据，实时下发给风场内所有的风电机组；E、风电机组的主控以整个风电场或单位主变升压侧的无功作为参考，实现单机无功闭环控制。作为本发明的进一步改进，所述步骤B中无功功率的计算公式为
权利要求
1.一种基于风电场AQC的风电机组无功调节方法，其特征在于包括以下步骤 A、下发无功设定指令； B、采集风电场并网点信息，并计算风电场并网点无功功率波动和需求； C、采集集中式无功补偿设备的投切状态、故障状态和投入容量数据； D、接受步骤A的无功设定指令，并同步骤B得到的风电场并网点无功功率波动和需求、步骤C采集的集中式无功补偿设备的投切状态、故障状态和投入容量数据，实时下发给风场内所有的风电机组； E、风电机组的主控以整个风电场或单位主变升压侧的无功作为参考，实现单机无功闭环控制。
2.根据权利要求1所述的基于风电场AQC的风电机组无功调节方法，其特征在于所述步骤B中无功功率的计算公式为
3.根据权利要求2所述的基于风电场AQC的风电机组无功调节方法，其特征在于所述采样周期满足1ms彡T < Is。
4.根据权利要求1所述的基于风电场AQC的风电机组无功调节方法，其特征在于所述步骤B中的风电场并网点信息采集于PCC点PT传感器和CT传感器的有效数据。
5.一种基于风电场AQC的风电机组无功调节系统，其特征在于包括电网电力系统、升压站监控系统、风机监控系统以及风电场并网点无功功率测量装置，其中 电网电力系统、升压站监控系统、风电场并网点无功功率测量装置和风机监控系统之间通讯连接。
6.根据权利要求5所述的基于风电场AQC的风电机组无功调节系统，其特征在于所述的升压站监控系统通讯连接有集中式无功补偿设备SVC或SVG。
7.根据权利要求6所述的基于风电场AQC的风电机组无功调节系统，其特征在于所述的电网电力系统、升压站监控系统和风机监控系统之间采用国际通用的以太网通讯协议，升压站监控系统和集中式无功补偿设备之间采用RS232/RS485通讯协议。
8.根据权利要求5所述的基于风电场AQC的风电机组无功调节系统，其特征在于所述的风机监控系统还连接有电容组和/或电抗器。
9.根据权利要求5所述的基于风电场AQC的风电机组无功调节系统，其特征在于 所述风电场并网点无功功率测量装置通过RS232串口通讯线路连接风机监控系统的服务器主机； 所述风电场并网点无功功率测量装置通过Modbus串口数据报文解包之后，读取风电场并网点无功功率信息。
10.根据权利要求3所述的基于风电场AQC的风电机组无功调节系统，其特征在于所述的风电场并网点无功功率测量装置采用高精度电能质量模块采集信号。
全文摘要
本发明是有关于一种基于风电场AQC的风电机组无功调节方法及系统，该方法包括下发无功设定指令；采集风电场并网点信息，并计算风电场并网点无功功率波动和需求；采集集中式无功补偿设备的投切状态、故障状态和投入容量数据；将上述数据实时下发给风场内所有的风电机组；风电机组的主控以整个风电场或单位主变升压侧的无功作为参考，实现单机无功闭环控制。该系统包括电网电力系统、升压站监控系统、风机监控系统以及风电场并网点无功功率测量装置。本发明可实现风电场内部无功调配以及给予电网无功支撑能力，最大限度的降低风电场集中式无功补偿设备的投入容量和减小设备的运行损耗，节约采购投入成本。
文档编号H02J3/18GK103001236SQ20121046575
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者赵广宇, 李宝金 申请人:国电联合动力技术有限公司