无功功率的控制方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无功功率的控制方法、装置和系统。其中，该装置包括：通信接口，用于接收无功需求命令；输入端口，用于获取预设控制点的电气量参数；策略计算模块，基于电气量参数计算满足无功需求命令的无功目标值，基于无功目标值可调控无功设备分配需提供的无功功率；输出接口，向可调控无功设备发送提供所分配的无功功率的指令。本发明专利技术实施例可以实现多种协调控制，减少功率损耗，增加发电效益。

【技术实现步骤摘要】
无功功率的控制方法、装置和系统
本专利技术涉及无功功率控制
，尤其涉及一种无功功率的控制方法、装置和系统。
技术介绍
目前，我国大多数地区对风电、光伏等新能源采取的是大规模集中式的开发模式。通常，大规模新能源开发区域都分布着数十个新能源场站，而单个新能源场站的装机容量都较大。由于新能源发电固有的间歇性特点，大规模新能源并网给电网运行带来了极大的挑战。加之新能源并网区域往往缺乏本地负荷和常规电源支撑，新能源发出的电能需要经过长距离送至负荷中心，这造成送电通道中的新能源出力的变化受无功功率波动的影响较大。新能源高占比对电网的电压支撑能力造成影响，出力的大幅波动导致电网电压调整困难，局部地区电压问题尤其突出。现有新能源场站通常通过可调控无功设备，来控制无功功率。然而，现有的SVC(StaticVarCompensator，静态无功补偿装置)以及SVG(StaticVarGenerator，静态无功发生器)等的性能良莠不齐，其控制模式也不统一。例如，有的以新能源升压站高压母线处无功截零为目标，按定无功进行控制。有的以升压站高压或低压母线为目标，按定电压进行控制。另外，具备无功调节能力的新能源设备也大都未能被有效利用，导致新能源场站空有无功调节裕度，未能发挥出其应有的系统电压控制能力。此外，现有的风力发电场内的集中无功补偿设备一般只能控制自身无功出力，不能控制场内的其他无功装置，例如风力发电机或主变分接头。风力发电场内的机组无功补偿装置有很高的自耗电，一般都超过自身容量的1.5％，使用费用高。此外，风场内的集中无功补偿设备需要超过50平米以上的占地面积和对应的设备安装房间、散热系统设计等，设备需要电力一次、二次连接，施工费用、征地费用、工程费用等消耗很高。
技术实现思路
鉴于以上所述的一个或多个问题，本专利技术实施例提供了一种无功功率的控制方法、装置和系统。第一方面，提供了一种无功功率的控制装置，包括：通信接口，用于接收无功需求命令；输入接口，用于获取预设控制点的电气量参数；策略计算模块，基于电气量参数计算满足无功需求命令的无功目标值，基于无功目标值为可调控无功设备分配需提供的无功功率；输出接口，向可调控无功设备发送提供所分配的无功功率的指令。第二方面，提供了一种无功功率的控制系统，包括：设置在汇集线路上的至少一台风力发电机组，上述控制装置，经由通信线路分别连接各台风力发电机组；分别与至少一台风力发电机组和控制装置通信连接的无功补偿设备；数据采集装置，用于采集预设控制点的电气量参数，经由通信线路连接控制装置。第三方面，提供了一种无功功率控制方法，包括以下步骤：接收无功需求命令，并获取无功命令值M1；采集预设控制点的电气量参数，并计算得到预设控制点的无功计算值M2；计算无功命令值M1和无功计算值M2的差值ΔM；基于差值ΔM，得到无功目标值；将差值ΔM与预设死区值比较；基于比较结果和无功目标值，生成无功分配策略，无功分配策略用于计算风力发电场内的可调控无功设备的无功功率能力值，并向可调控无功设备分配需提供的无功功率；基于无功分配策略，向可调控无功设备发送用于指示可调控无功设备产生所分配的无功功率的命令。需要说明的是，无功功率控制方法、装置和系统不仅可以广泛应用于风力发电场，还可以用于其他新能源场站，例如光伏发电场等。本专利技术实施例通过获取预设控制点的电气量参数计算满足无功需求命令的无功目标值，基于无功目标值可调控无功设备分配需提供的无功功率，通过控制装置与可调控无功设备间的信息交互，可以充分、有效地利用风力发电场内可调控无功设备的调控能力，可以减少功率损耗，增加发电效益。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为可以应用于本专利技术实施例的控制系统的拓扑结构示意图。图2是本专利技术一实施例的无功功率的控制装置的结构示意图。图3是本专利技术一实施例的用于风力发电场的控制点的布置示意性。图4是本专利技术一个或者多个实施例的无功功率的控制装置的结构示意图。图5是本专利技术一实施例的无功功率的控制方法的示意性流程图。图6是本专利技术另一实施例的无功功率的控制方法的示意性流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，本专利技术实施例提供的无功功率控制方法、装置和系统不仅可以广泛应用于风力发电场，还可以用于其他新能源场站，例如光伏发电场等。为了描述简洁，下面仅以风力发电场为例进行详细说明，其他新能源场站的控制方法与风力发电场的控制原理类似，该部分内容不再赘述。图1为可以应用于本专利技术实施例的控制系统的拓扑结构示意图。如图1所示，该拓扑结构可以包括：设置在电网公司的AVC(AutomaticVoltageControl，自动电压控制)控制系统101，远动设备102和设置在风力发电场的VMP(Voltage/VarManagementPlatform，无功功率/电压无功管理平台)工作站103，VMP管理设备104，风力发电机105和106，无功补偿装置107和采集器108。其中，AVC服务器101可以用于下发调度命令，实现电网调度功能。远动设备102可以是完成遥测、遥信、遥控和遥调等功能的设备。VMP工作站103可以对采集的数据进行分析、计算和管理。风力发电机105和106可以利用风能进行风力发电或者进行功率调节。无功补偿装置107可以是光伏逆变器、电容器、静态无功补偿装置SVC和静态无功发生装置SVG等。采集器108可以是PT(PotentialTransformer，电压互感器)和CT(CurrentTransformer，电流互感器)，具体可以采集PT、CT信号。其中，VMP管理设备104可以分别与VMP工作站103、风力发电机105和106、无功补偿装置107、采集器108和AVC服务器101进行信息交互。例如，VMP管理设备104可以实现所有跟风力发电机105和106、无功补偿装置107等可调控无功设备与升压站主变有载调压分接头之间双向信息互动。具体的，VMP管理设备104可以通过安装VMP系统实现上述信息互动。其中，VMP系统可以提供多种通讯协议以适应于不同的调度构架。其中，VMP管理设备104与AVC服务器101的通讯的第一种实现方式可以通过远动设备102中转。VMP系统可以提供ModbusTCP/RTU协议，可以与风力发电场的远动设备102进行通讯，并接受AVC服务器101调度的控制命令和上传响应的数据。具体的，VMP系统可以基于ModbusTCP/RTU协议向远动设备102上传调度要求的遥测、遥信数据。远动设备102可以基于I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无功功率的控制装置，其特征在于，包括：通信接口，用于接收无功需求命令；输入接口，用于获取预设控制点的电气量参数；策略计算模块，基于所述电气量参数计算满足所述无功需求命令的无功目标值，基于所述无功目标值为可调控无功设备分配需提供的无功功率；输出接口，向所述可调控无功设备发送提供所分配的无功功率的指令。

【技术特征摘要】
1.一种无功功率的控制装置，其特征在于，包括：通信接口，用于接收无功需求命令；输入接口，用于获取预设控制点的电气量参数；策略计算模块，基于所述电气量参数计算满足所述无功需求命令的无功目标值，基于所述无功目标值为可调控无功设备分配需提供的无功功率；输出接口，向所述可调控无功设备发送提供所分配的无功功率的指令。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可调控无功设备包括：风力发电机组和无功补偿装置。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述无功补偿装置包括新能源场站内的以下项中的至少一种：逆变器、电容器、静态无功补偿装置SVC和静态无功发生装置SVG。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：安全限制控制模块，用于设置电压控制的安全约束条件，向所述策略计算模块发送安全控制指令，所述安全控制指令用于指示所述策略计算模块在分配无功功率时，需满足所述安全约束条件。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述安全约束条件包括以下项中的至少一种：所述预设控制点的电压限值约束；所述预设控制点的电压突变量约束；所述风力发电机组的机端电压约束；所述风力发电机组的最大无功能力和可用无功能力约束；所述风力发电机组的变流器的温度约束；所述无功补偿装置的最大无功补偿能力约束。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：控制模式模块，用于在就地控制方式或者远程控制方式下，提供电压控制模式、无功控制模式和功率因数控制模式中的至少一种控制模式。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：电压控制模块，用于选取所述电压控制模式；所述通信接口，还用于在所述电压控制模式下，接收电压需求命令；所述输入接口，还用于在所述电压控制模式下，获取所述预设控制点的电压参数。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：无功控制模块，用于选取所述无功控制模式；所述通信接口，还用于在所述无功控制模式下，接收无功功率需求命令；所述输入接口，还用于在所述无功控制模式下，采集所述预设控制点的无功功率参数。9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：功率因数控制模块，用于选取所述功率因数控制模式；所述通信接口，还用于在所述功率因数控制模式下，接收功率因数需求命令；所述输入接口，还用于在所述功率因数控制模式下，采集所述预设控制点的功率因数参数。10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，其中：在所述就地控制方式下，所述预设控制点选自：新能源场站内的主变压器与低压母线的接口点；或者在所述远程控制方式下，所述预设控制点选自：新能源场站内的主变压器与高压母线的接口点。11.根据权利要求1-10中任意一项所述的装置，其特征在于，所述输入接口还用于：输入利用硬接线方式所采集的所述预设控制点的电气量参数。12.根据权利要求1-10中任意一项所述的装置，其特征在于，还包括：监控模块，用于实时采集无功功率控制过程中运行数据，对实时采集的运行数据进行分析处理并实时显示。13.一种无功功率的控制系统，其特征在于，包括：设置在汇集线路上的至少一台风力发电机组；根据权利要求1-12中任意一项所述的控制装置，经由通信线路分别连接各台风力发电机组；分别与所述至少一台风力发电机组和所述控制装置通信连接的无功补偿设备；和数据采集装置，用于采集预设控制点的电气量参数，经由通信线路连接所述控制装置。14.一种无功功率的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：接收无功需求命令，并获取无功命令值M1；采集预设控制点的电气量参数，并计算得到所述预设控制点的无功计算值M2；计算所述无功命令值M1和所述无功计算值M2的差值ΔM；基于所述差值ΔM，得到无功目标值；将所述差值ΔM与预设死区值比较；基于比较结果和所述无功目标值，生成无功分配策略，所述无功分配策略用于计算风力发电场内的可调控无功设备的无功功率能力值，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔元，张毅，肖迪，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11