电压无功综合考虑的风电场动态无功补偿装置调节方法
【技术领域】
[0001]本发明属于风电场电压无功自动调节技术领域，特别涉及电压无功综合考虑的风电场动态无功补偿装置调节方法。
【背景技术】
[0002]国标GB/T19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》指出:风电场的无功电源包括风电机组及风电场无功补偿装置。风电场要充分利用风电机组的无功容量及其调节能力；当风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要时，应在风电场集中加装适当容量的无功补偿装置(如固定电容器组)，必要时加装动态无功补偿装置(SVG)。
[0003]按照该国标要求，风电场应配置无功电压控制系统(AVC子站)，具备无功功率调节及电压控制能力。根据电力系统调度机构(AVC主站)指令，风电场自动调节其发出(或吸收)的无功功率，实现对风电场并网点电压的控制，其调节速度和控制精度应能满足电力系统电压调节的要求。
[0004]该国标还规定，风电场的电压控制目标为:当公共电网电压处于正常范围内时，通过110(66)kV电压等级接入电网的风电场应能够控制风电场并网点电压在标称电压的97%?107%范围内，通过220kV及以上电压等级接入电网的风电场应能够控制风电场并网点电压在标称电压的100%?110%范围内。
[0005]动态无功补偿装置(SVG)无功输出分发出或吸收两个方向，一般用正数表示发出无功、用负数表示吸收无功，如一套动态无功补偿装置的额定容量为20MVar (兆乏)，则其无功可在-20MVar至+20MVar之间平滑调节输出。动态无功补偿装置无功输出为OMVar，表示它既不发出无功、也不吸收无功。
[0006]目前各地风电场安装的动态无功补偿装置只能按照“恒电压”或“恒无功”两种方式进行调节。所谓“恒电压”调节方法就是AVC子站将调度电压指令直接发送给SVG，SVG自动调节无功输出使电压达到电压指令的控制范围。所谓“恒无功”调节方法就是AVC子站将调度电压指令通过计算转换成无功调节量再发送给SVG，SVG调节无功输出达到无功指令的目标值。实际运行发现，采用“恒电压”调节方式时，如果风电场安装有多台SVG装置，会出现SVG无功调节正负方向相反且振荡加剧的问题;采用“恒无功”调节方式时，由于AVC子站数据采集与无功调节量转换计算之间必定存在时间差，会出现SVG无功调节到位而电压并不合格的现象。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出一种电压无功综合考虑的风电场动态无功补偿装置调节方法，本发明方法实现了风电场动态无功补偿装置对电压、无功两个目标的综合调节，提高了风电场电压合格率;可以避免多个动态无功补偿装置无功调节正负方向相反且振荡加剧的现象;可以彻底消除多个动态无功补偿装置无功调节正负方向相反的问题。有利于提高风电场运行的安全性和可靠性。
[0008]本发明提出的电压无功综合考虑的风电场动态无功补偿装置调节方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
[0009]I)风电场动态无功补偿装置容量记为Qsvg—capacity，无功调节步长记为Qsvg—step，电压紧急上下限记为Upoc—up—limit和Upoc—down—limit，电压合格带宽记为Uzone，电压调节死区记为Udeadband ；动态无功补偿装置无功调节对并网点电压的灵敏度记为Spcic ；
[0010]2)在调节周期到来时，从调度获取本动态无功补偿装置的电压控制目标值Utarge3t和无功控制目标值Qtarget；采集本动态无功补偿装置自身的当前无功输出值记为Qsvg；采集并网点母线电压Up。。；
[0011 ] 3)考虑电压紧急上下限、电压合格带宽和电压调节死区，将电压目标Utarget修正为母线电压上限值IW—UP和下限值IW—d_:
[0012]Upoc_up = Utarget+U zone/2—Udeadband[001 3 ] Upoc—down — Utarget-Uzone/2+Udeadband
[0014]若Up。。—up > Up。。—up—limit，则Up oc—up Upoc—up—limit
[0015]右Upoc—down〈Upoc—down—limit，则Upoc_down Upocdownlimit
[0016]4)若并网点母线电压在上限值和下限值之间，则转步骤6)，表明电压合格，需进行“恒无功”调节;否则转步骤5)，表明电压已不合格，需进行“恒电压”调节；
[0017]5)动态无功补偿装置执行“恒电压”调节:
[0018]5-1)若UPC1C>UP。。—UP，即并网点母线电压高于上限值，则需要降无功，无功下调量为:
[0019]Qset
down (UPoc-UPoc_uP)/SPoc
[0020]右"Qsvt—down〉Qsvg—step，则Qset—down— Qsvg—step ;
[0021 ] 动态无功补偿装置无功设定值为Qsvg—set = Qsvg-Qset—d—，转步骤7)；
[0022]5-2)若IW<IW—d_，即并网点母线电压低于下限值，则需要升无功，无功上调量为:
[0023]Qset up— (Upoc_down—Upoc )/Spoc
[0024]右Qset—up〉Qsvg—step，贝[jQset—up— Qsvg—step ;
[°°25] 动态无功补偿装置无功设定值为QSVg—set = Qsvg+Qset—up，转步骤7)；
[0026]6)动态无功补偿装置执行“恒无功”调节:
[0027]6-1)根据母线电压上限值UP。。—#和下限值UP。。—d_计算动态无功补偿装置无功输出上调限值和下调限值:
[0028]Qset
up_limit— (Upoc up-Upoc ) /Spoc
[0029]Qset
—down—limit — (Upoc_Upoc—down) / Spoc
[0030]6-2)若Qsvg>Qtarge3t，则需要降无功，无功下调量为:
[0031 ] Qset
down Qsvg-Qtarget
[0032]^*Qsvg—down〉Qsvg—step，贝[JQsvg—down — Qsvg—step ;
[0033 ]若 Qset—d_ > Qset_ down limit，贝[jQsvg_down — Qset—down—limit ；
[0034]动态无功补偿装置无功设定值为QSVg—set = Qsvg-Qset—d_，转步骤7);
[0035]6-3)若Qsvg<Qtarget，则需要升无功，无功上调量为:
[0036]Qsetup一Qtarget-Qsvg
[0037]右Qset—up〉Qsvg—step，贝[JQsvg—up— Qsvg—step ;
[0038]若Qset—up> Qset_ —up—limit，贝丨JQsvg—up — Qset—up—limit;
[0039]动态无功补偿装置无功设定值为Qsvg—se3t = QSVg+QS(3t—up，转步骤7)；
[0040]7)根据动态无功补偿装置容量修正无功设定值并输出，转步骤8);
[0041 ]Qsvg—set〉Qsvg—capacity，贝[jQsvg—set Qsvg—capacity ;
[0042]^EfQsvg—set〈_Qsvg—capacity，贝[jQsvg—set _Qsvg—capacity ;
[0043]8)等待下一个调节周期，返回步骤2)。
[0044]本发明方法的特点及优点是:
[0045]本发明首先判断当前并网点电压是否在调度要求的上下限范围之内，如果在上下限范围之外则调节无功输出达到指令的电压目标值、优先保证电压合格，如果在上下限范围之内则在保证无功调节幅度不会导致电压越限的前提下调节无功输出达到指令的无功目标值。
[0046]本发明实现了风电场动态无功补偿装置对电压、无功两个目标的综合调节。由于优先控制并网点电压在调度要求的上下限范围之内，提高了风电场电压合格率；由于电压控制目标从单个电压目标值修正为电压上下限范围，可以避免多个动态无功补偿装置无功调节正负方向相反且振荡加剧的现象；由于在电压合格的前提下仍能实现对无功输出的精确调节，此功能配合调度无功指令可以彻底消除多个动态无功补偿装置无功调节正负方向相反的问题；由于在恒无功调节时增加对电压的检验，保证了恒无功调节不会导致电压的越限。本发明方法有利于提高风电场运行的安全性和可靠性。
【具体实施方式】
[0047]下面结合一个具体实施例，介绍本发明的电压无功综合考虑的风电场动态无功补偿装置调节方法。
[0048]本发明提出的电压无功综合考虑的风电场动态无功补偿装置调节方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
[0049]I)风电场动态无功补偿装置容量记为Qsvg—capacity，无功调节步长记为Qsvg—step，以上参数为装置固有参数；电压紧急上下限记为IW—up—limit和lW—d_—limit，电压合格带宽记为U_e，电压调节死区记为Ude—，以上参数由电力调度系统规定;动态无功补偿装置无功调节对并网点电压的灵敏度(动态无功补偿装置单位无功调节导致并网点电压变化的效果)记为SP。。，此参数根据实测获得。
[0050]2)在调节周期(20毫秒)到来时，从调度获取本动态无功补偿装置的电压控制目标值Utar-和无功控制目标值Qtarge3t ；采集该动态无功补偿装置自身的当前无功值记为Qsvg;