双馈型机组风电场的无功电压控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种双馈型机组风电场的无功电压控制系统，该系统包括：调度中心设备，用于根据实时监测获得的风电场的控制点电压和有功功率，以及参考电压，计算获得所述风电场的无功功率给定值；风电场功率管理模块，用于在所述风电场内对所述无功功率给定值进行分配；多个风机控制器，用于根据所述风电场功率管理模块所分配的双馈风电机组的无功功率值，控制各自对应的双馈风电机组进行无功补偿。本发明专利技术提供的双馈型机组风电场的无功电压控制系统，可以充分发挥双馈风电机组的无功输出能力，减小风电场无功补偿设备的成本并且通过调度中心设备、风电场功率管理模块和多个风机控制器的相互协调控制达到控制风电场电压的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风电场控制技木，尤其涉及一种双馈型机组风电场的无功电压控制系统。
技术介绍
随着风电并网容量的不断増大，风速波动、电网強度和风电装机容量的大小都会给区域电网电压稳定带来一系列的问题。双馈型风力发电机组本身具有较强的、连续的无功调节能力，但是目前的双馈型风カ发电机组风电场多是运行在恒功率因数的控制模式下，无功调节能力并未得 到有效发挥。风电场的无功补偿设备多是采用并联电容器组或者SVC等设备，但是很难做到快速、连续平滑的调节。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术提供一种双馈型机组风电场的无功电压控制系统。本专利技术提供的双馈型机组风电场的无功电压控制系统，包括调度中心设备，用于根据实时监测获得的风电场的控制点电压和有功功率，以及參考电压，计算获得所述风电场的无功功率给定值；风电场功率管理模块，用于在所述风电场内对所述无功功率给定值进行分配；多个风机控制器，用于根据所述风电场功率管理模块所分配的双馈风电机组的无功功率值，控制各自对应的双馈风电机组进行无功补偿。本专利技术提供的双馈型机组风电场的无功电压控制系统，通过在双馈风电机组容量允许的范围下，将无功功率给定值全部由双馈风电机组完成，可以充分发挥双馈风电机组的无功输出能力，减小风电场无功补偿设备的成本并且通过调度中心设备、风电场功率管理模块和多个风机控制器的相互协调控制达到控制风电场电压的目的。附图说明图I为本专利技术双馈型机组风电场的无功电压控制系统结构示意图；图2为本专利技术获取无功功率给定值计算过程图；图3为本专利技术中风电场功率管理模块的结构示意图。具体实施例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。下面结合附图和具体实施例进ー步说明本专利技术实施例的技术方案。图I为本专利技术双馈型机组风电场的无功电压控制系统结构示意图，如图I所示，该系统至少包括调度中心设备I、风电场功率管理模块2和多个风机控制器3，其工作原理如下调度中心设备I属于风电场无功需求层，根据实时监测获得的风电场的控制点电压和有功功率，以及參考电压，计算获得风电场的无功功率给定值；图2为本专利技术获取无功功率给定值计算过程图，如图2所示，调度中心设备I中的求差模块5将实时监测获得的风电场的控制点电压与參考电压进行比较得到电压差，调度中心设备I中的死区环节模块6和PI控制器模块7将该电压差进行处 理后输出无功功率给定值，调度中心设备I中的风电场无功限幅模块8、功率因数限幅模块9和延时环节模块10将该无功功率给定值进行处理后输出最終的无功功率给定值给后面的风电场功率管理模块2。当风电场的控制点在风电场近端时，采用传感器可以容易测得电压和有功功率，但当风电场的控制点在风电场远端时，长线路信号传输往往存在延时导致远端电压和有功功率值不能实时得到，可以利用控制点到风电场近端母线阻抗和风电场近端实时电压和有功功率测量值计算控制点的电压和有功功率；死区环节模块6是为了当电压差较小时強制无功功率给定值为0 ;PI控制器模块7的參数是根据风电场的电压/无功特性进行整定产生的，使控制系统具有快速性和稳定性；风电场无功限幅模块8和功率因数限幅模块9根据风电场初期的设计值确定而成；延时环节模块10体现调度中心设备I和风电场功率管理模块2之间的通讯延时。风电场功率管理模块2属于场内设备无功分配层，在风电场内对无功功率给定值进行分配，在双馈风电机组容量允许的情况下，将无功功率给定值按照等功率因数法分配给风电场内的各双馈风电机组。多个风机控制器3属于风电机组无功输出层，控制各自对应的双馈风电机组进行无功补偿，将风电场功率管理模块2分配的双馈风电机组的无功功率值分配给对应双馈风电机组内部的定子侧和网侧变频器侧。由于定子侧的无功功率实际是通过控制转子侧来实现的，而转子侧仅需处理转差率即可，为尽量减小网侧变频器所处理的功率，分配双馈风电机组的无功功率值时，优选的方案是，优先将风电场功率管理模块2所分配的双馈风电机组的无功功率值分配给定子侦U。具体地，当双馈风电机组的无功功率值小于定子侧无功发生极限时，将该无功功率值全部分配给定子侧，网侧变频器工作在単位功率因数模式；当双馈风电机组的无功功率值大于定子侧无功发生极限吋，定子侧无功參考取其无功发生极限值，网侧变频器的无功參考值取剩下的无功功率值。由上述的技术方案可知，本专利技术提供的双馈型机组风电场的无功电压控制系统，通过在双馈风电机组容量允许的范围下，将无功功率给定值全部由双馈风电机组完成，可以充分发挥双馈风电机组的无功输出能力，减小风电场无功补偿设备的成本并且通过调度中心设备、风电场功率管理模块和多个风机控制器的相互协调控制达到控制风电场电压的目的。在上述实施例的基础上，进ー步地，该系统还可以包括无功补偿设备4，对风电场的无功功率给定值中分配给风电场内双馈风电机组后余下的无功功率值进行无功补偿。图3为本专利技术中风电场功率管理模块的结构示意图，如图3所示，风电场功率管理模块2包括计算子模块21、比较子模块22和分配子模块23。计算子模块21根据无功功率给定值和风电场内双馈风电机组总的有功功率，计算获得对应的功率因数；比较子模块22将计算获得的功率因数和双馈风电机组的额定功率因数进行比较，判断风电场内双馈风电机组是否能够输出无功功率给定值；若风电场内双馈风电机组能够输出无功功率给定值，则分配子模块23在风电场内按照等功率因数法分配无功功率给定值给各双馈风电机组，避免单台风电机组的超功率现象，若风电场内双馈风电机组不能够输出无功功率给定值，则分配子模块23将无功功率给定值中按照风电场内双馈风电机组最大出力分配完无功功率后余下的无功功率值分配给无功补偿设备4。 调度中心设备I、风电场功率管理模块2、多个风机控制器3和无功补偿设备4通过内部网络连接。风电场功率管理模块2通过エ业计算机实现，除分配调度中心设备I输出的无功功率给定值还可以完成风电场内的各个风电机组的运行监控。调度中心设备I、风电场功率管理模块2、多个风机控制器3和无功补偿设备4的信号传输方向有两种，一方面调度中心设备I传递无功功率给定值给风电场功率管理模块2，需要无功补偿设备4作为补充调节时风电场功率管理模块2传递双馈风电机组的无功功率值给风机控制器同时传递无功补偿设备的无功功率值给无功补偿设备4、不需要无功补偿设备4作为补充调节时风电场功率管理模块2只传递双馈风电机组的无功功率值给无功补偿设备4 ;另一方面需要无功补偿设备4作为补充调节时风机控制器传递双馈风电机组信息反馈给风电场功率管理模块2同时无功补偿设备4传递无功补偿设备信息反馈给风电场功率管理模块2、不需要无功补偿设备4作为补充调节时只有风机控制器传递双馈风电机组信息反馈给风电场功率管理模块2，风电场功率管理模块2传递风电场信息反馈给调度中心设备I。其中双馈风电机组信息反馈主要包括双馈风电机组的有功功率、各风电机组正在输出的无功功率，无功补偿设备信息反馈主要包括无功补偿设备正在输出的无功功率值，风电场信息反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志，辛理夫，杨松，苏丽营，李杨，
申请(专利权)人：华锐风电科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：