专利名称：风电场多台消弧线圈的并联运行控制方法
技术领域：
本发明属于电力系统控制技术领域，涉及一种风电场多台消弧线圈的并联运行控制方法。
背景技术：
近年来大型并网风力发电机组引入我国，多台风电机组安装在风资源丰富地区组成风电场，接入地区电网供电，而风力发电场中的集电线路基本都采用直埋电缆型式，发生单相接地故障时，流过故障点的电流为容性电流，由于电缆对地电容较大，造成接地容性电流增大，电弧很难自行熄灭，但又不足以形成稳定的燃烧电弧，而是时燃时灭的间歇性电弧，引起系统状态瞬间改变，导致了电网中电感电容回路的电磁振荡(即谐振)，造成弧光接地过电压，其值可达2.5 3.5倍相电压使得弧光接地过电压问题越来越突出，以至于电缆绝缘层击穿等绝缘事故成为影响供电系统安全运行的主要因素。目前风电场内中性点一般为经小电阻接地或消弧线圈接地。小电阻虽然能够快速切除故障、防止故障发展和扩大，提高电力系统的安全性，但它大大增加了配电网的线路跳闸率，牺牲了配电网供电可靠性；而消弧线圈则相反，能够提高供电可靠性，现在新型具有故障选线功能的消弧线圈与继电保护装置配合能够快速切除故障线路，避免引起事故发展和扩大。但随着风电场出线电缆的大量使用，系统电容电流会不断增大，消弧线圈会日益面临补偿容量不足的问题，当系统要求补偿容量达到4000Kvar以上时，单台消弧线圈已经无法做到如此大的容量，因此有必要进一步研究更加有效和实用的解决方法，研究采用多台消弧线圈并联对风电系统电容电流进行补偿的技术。
发明内容
本发明的目的在于，针对风电场出现电缆多造成的中性点电容电流增大导致消弧线圈容量不足的问题，提出一种多台消弧线圈并联运行对系统电容电流进行补偿的控制方法。本发明的技术方案是，一种风电场多台消弧线圈的并联运行控制方法，包括下列步骤:第一步:对中性点电流、电压、出线零序电流进行采样，以脱谐度和接地残流作为是否需要调节消弧线圈补偿电流的判断依据。投运前先将脱谐度和接地残流设定为某一个范围，当系统的脱谐度和接地残流超出此范围，控制器发出指令，调整消弧线圈的档位，使调整后的脱谐度和接地残流满足系统要求。第二步:确定多台消弧线圈并列运行时电容电流的大小。设定一个主消弧线圈，其余为从消弧线圈，主消弧线圈电感量可调，从消弧线圈为固定式消弧线圈，其电感保持不变，调档时改变主消弧线圈的电感，控制器通过采集到的系统电气量变化计算系统的电容电流。第三步:消弧线圈并列运行档位分配。消弧线圈之间进行串行通信交换数据，采用一定的通信规约，通信数据包含档位、中性点电压、中性点电流等信息。设置主机编号与从机编号，按照档位平衡原则进行补偿。作为本发明的进一步改进，投运前先将脱谐度设定为±5%以内，接地残流设定为5 10A。所述系统的电容电流的通过如下方程联立计算得出:
权利要求
1.一种风电场多台消弧线圈的并联运行控制方法，其特征是，包括下列步骤: 第一步:对中性点电流、电压、出线零序电流进行采样，以脱谐度和接地残流作为是否需要调节消弧线圈补偿电流的判断依据；投运前先将脱谐度和接地残流设定为某一个范围，当系统的脱谐度和接地残流超出此范围，控制器发出指令，调整消弧线圈的档位，使调整后的脱谐度和接地残流满足系统要求； 第二步:确定多台消弧线圈并列运行时电容电流的大小；设定一个主消弧线圈，其余为从消弧线圈，主消弧线圈电感量可调，从消弧线圈为固定式消弧线圈，其电感保持不变，调档时改变主消弧线圈的电感，控制器通过采集到的系统电气量变化计算系统的电容电流； 第三步:消弧线圈并列运行档位分配；消弧线圈之间进行串行通信交换数据，通信数据包含档位、中性点电压、中性点电流信息。
2.如权利要求1所述的风电场多台消弧线圈的并联运行控制方法，其特征是，投运前先将脱谐度设定为±5%以内，接地残流设定为5 10A。
3.如权利要求1所述的风电场多台消弧线圈的并联运行控制方法，其特征是，所述系统的电容电流的通过如下方程联立计算得出:
4.如权利要求1所述的风电场多台消弧线圈的并联运行控制方法，其特征是，设置主机编号与从机编号，按照档位平衡原则进行补偿。
5.如权利要求4所述的风电场多台消弧线圈的并联运行控制方法，其特征是，所述第三步中，具体步骤为: (1)从机通过通信通道将当前档位信息传送给主机，主机计算出自身的以及从机的当前档位与最大档位的级差和最小档位的级差； (2)主机根据计算出的容性电流确定脱谐度和接地残流，进而确定补偿容量，若需上调补偿容量，则选择所有其中当前档位与最大档位相差最大的那一台消弧线圈上调一档； (3)判断此时是否满足脱谐度和接地残流，满足则结束，不满足则重复步骤(2)直至满足要求； (4)若需下调补偿容量，则选择所有其中当前档位与最小档位相差最大的那一个下调一档; (5)判断此时是否满足脱谐度和接地残流，满足则结束，不满足则重复步骤(4)直至满足要求。
全文摘要
本发明针对风电场出线电缆的大量使用，系统电容电流会不断增大，当系统要求补偿容量达到4000Kvar以上时，单台消弧线圈已经无法做到如此大的容量的问题，提出一种采用多台消弧线圈并联对风电系统电容电流进行补偿的技术。实施步骤是首先采样中性点电气量信息，然后确定多台消弧线圈并列运行时电容电流的大小，最后对消弧线圈并列运行档位分配。本发明的多台消弧线圈的并联运行控制方法能够对风电系统电容电流进行有效的补偿，尤其是在系统电容电流不断增大时，系统补偿容量需求较高时，满足消弧线圈的补偿容量。
文档编号H02H9/08GK103199520SQ20131011135
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者孙树敏, 李广磊, 程艳, 韩德顺, 赵鹏, 毛庆波 申请人:山东电力集团公司电力科学研究院, 国家电网公司