一种兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法

本发明涉及风电场电压控制，特别是涉及一种兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法。

背景技术：

1、风电规模增长迅速，然而大规模的风电接入系统对电网的电压稳定性带来了诸多挑战。其中由于风电场avc子站、能管平台、站内动态无功补偿装置(svg)之间的数据通信时延及精度不满足控制要求，使得风电场并网点电压进入死区的时间更长，甚至在规定时间内并网点电压无法进入死区，导致风电场并网点电压的稳定性受到威胁，亟需提出一种兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法在保证各风电场站无功出力精准度的基础上，使风电场并网点电压调节速度得到提升。为此，本文首先提出考虑精准度补偿系数的风电场电压控制方法，旨在消除风电场无功出力精准度偏差对并网点电压调节的影响；其次基于精准度补偿系数和变步长提出一种兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法，在保证各风电场站无功出力精准度的基础上，提升风电场并网点电压调节速度，使风电场并网点电压的稳定性得到保证。

技术实现思路

1、本发明提供一种兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法，可以有效解决上述背景技术中提出的问题，首先，提出无功出力精准度修正系数，消除无功出力精准度偏差对风电场电压调节的影响；其次，基于变步长构建兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法，缩短并网点电压进入死区的时间，提高并网点电压的稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法，包括以下步骤：

3、步骤1：提出无功出力精准度修正系数，消除无功出力精准度偏差对风电场电压调节的影响；

4、步骤2：基于变步长构建兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法，缩短并网点电压进入死区的时间，提高并网点电压的稳定性。

5、根据上述技术方案，所述步骤1：提出无功出力精准度修正系数，消除无功出力精准度偏差对风电场电压调节的影响：

6、针对风电场avc子站独立运行的场景，上级调度部门下发电压指令至各风电场站，各场站根据电压差和电压无功灵敏度计算无功功率差额，从而调整风电场内部的无功源出力，使得风电场并网点电压进入目标电压死区。

7、各场站采集初始电压并获取电压指令和电压无功灵敏度，则可计算场站i的无功补偿量δqi(n)，关系式可表示为：

8、

9、式中，δui(n)为nt时刻场站i的并网点电压与目标电压的差值；ui(n)为nt时刻场站i的并网点电压；t为场站i的无功调节周期；n为风电场无功调节控制周期数。

10、场站i进行电压调节时，avc子站将计算的无功功率出力δqi(n)按照固定无功调节比例k下发无功扰动指令δqi1(n)至无功源，关系式可表示为：

11、δqi1(n)＝kδqi(n)    (2)

12、为应对风电场无功出力精准度对风电场电压调节产生的影响，现在风电场固定无功调节比例k的基础上提出精准度补偿系数μ，其为历史运行数据中同一控制周期内无功出力理论值与实际值的比值，精准度补偿系数μ将最大化消除风电场无功出力大小偏差给风电场电压调节带来的影响，μ可表示为：

13、

14、因此可整理式(2)和式(3)得，无功出力公式可表示为：

15、δqi1(n)＝μkδqi(n)    (4)

16、根据上述技术方案，所述步骤2：基于变步长构建兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法，缩短并网点电压进入死区的时间，提高并网点电压的稳定性：

17、风电场avc子站在进行电压控制时，对于计算所得的无功功率差额多采用“小步长、多轮次”的调节方法进行补偿，无功功率调节步长对并网点电压的控制具有明显影响。在每个控制周期，若无功调节步长大，则调节速度快，但会出现电压超调的现象；若无功调节步长小，则调节精度高，但调节速度慢。因此，通过变步长协调avc无功调节步长，能够有效改善调节速度对风电场电压调节的影响。

18、变步长时无功调节比例计算公式可表示为：

19、

20、式中，n为风电场无功调节控制周期数；δqim为其它场站无功出力估计值；t′为其他风电场的无功调节周期。

21、则由式(4)和式(5)可得，无功出力公式可表示为：

22、δqi1(n)＝μk(n)δqi(n)        (6)

23、针对风电场无功调节出现延时和精准度偏差的问题，在以上精准度补偿系数和变步长的基础上，提出兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法。该方法包括两部分，第一部分是利用精准度补偿系数消除风电场精准度偏差对风电场电压调节的影响；第二部分是利用变步长缩短风电场并网点电压进入死区的时间，改善风电场无功出力延时对风电场电压调节的影响。

24、第一部分中，无功出力精准度偏差可表示为：

25、δq实＝εδq理      (7)

26、式中，ε为精准度偏差系数。

27、该精准度偏差系数有两种，分别是正偏差系数(ε＞0)和负偏差系数(ε＜0)，通过采集的风电场同一调节周期中的历史数据，可对精准度偏差类别进行判别。

28、①当精准度偏差为正偏差，即满足q实＞q理时，不使用精准度补偿系数对风电场无功出力进行修正，则使式(4)中精准度补偿系数μ＝1。

29、②当精准度偏差为负偏差，即满足q实＜q理时，使用精准度补偿系数对风电场无功出力进行修正，则使式(4)中精准度补偿系数

30、第二部分中，在完成精准度系数补偿之后，获取风电场并网点电压参考值和实际电压值，通过变步长的方式对风电场无功调节步长进行动态调整，缩短风电场并网点电压进入死区的时间，改善风电场无功调节速度对风电场电压调节的影响。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果：

32、本发明提供的一种兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法。首先提出无功出力精准度修正系数，消除无功出力精准度偏差对风电场电压调节的影响；其次，基于变步长构建兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法，缩短并网点电压进入死区的时间，提高并网点电压的稳定性。

33、为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

技术特征：

1.一种兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法，其特征在于，所述步骤1：提出无功出力精准度修正系数，消除无功出力精准度偏差对风电场电压调节的影响：

3.根据权利要求1所述的一种兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法，其特征在于，所述步骤2：基于变步长构建兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法，缩短并网点电压进入死区的时间，提高并网点电压的稳定性：

技术总结
本发明公开了一种兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法，该方法包括提出无功出力精准度修正系数，消除无功出力精准度偏差对风电场电压调节的影响；基于变步长构建兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法，缩短并网点电压进入死区的时间，提高并网点电压的稳定性。本发明通过提出精准度补偿系数消除无功出力精准度偏差带来的影响；在精准度补偿系数与变步长的基础上，提出兼顾调节速度与精准度的风电场电压控制方法，有利于维持风电场并网点电压的稳定。

技术研发人员：朱晓荣,刘伟,叶世琦
受保护的技术使用者：华北电力大学（保定）
技术研发日：
技术公布日：2024/11/4