一种大型双馈风电场的无功优化控制方法技术

本发明专利技术公开了一种大型双馈风电场的无功优化控制方法，包括：将风机分组；以风电场输出的总有功功率最大为目标建立目标函数；结合双馈风机无功出力特性，计算各台双馈风机机组无功出力的上下限；以双馈风机机组无功出力上下限、风电场各节点电压偏差、电网对风电场的无功调度指令为约束条件，建立约束条件函数；采用分组无功优化控制策略对所述优化目标函数和所述约束条件组成的优化模型进行求解，形成满足要求的风电场无功控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种大型双馈风电场的无功优化控制方法
本专利技术属于风电场运行控制
，特别涉及一种大型双馈风电场的无功优化控制方法。
技术介绍
随着全球不可再生能源储量下降及环境污染问题的日益严峻，开发和利用以风能为代表的新能源已为大势所趋。越来越多的大型风电场融入到电力系统中，电网对风电场的要求也越来越高，无功控制已成为当前面临的一个重要问题。目前风电场中大量使用的是双馈感应风机，双馈风机可控性较高、变流器容量较小且无功调节速度较快。不仅如此，双馈风机还可单独对有功和无功进行解耦控制，因此双馈风电场自身具有调节无功功率的能力，不需额外添加无功补偿源，经济可靠。目前国内外学者大多直接使用优化算法优化机组的无功分配，这种无功分配方法虽然在满足电网对风电场的无功调度的基础上，考虑了风场内损耗的优化，但将全部风机作为算法的输入量，优化算法的计算时间较长，且没考虑风场实际运行时风功率的时变性。当风功率变化较大时，直接使用优化算法分配机组无功功率，并将全部风机的无功功率作为算法的优化变量，会导致优化周期较长，优化得到的风机无功最优值不再适用于现有风速。因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型双馈风电场的无功优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、对大型双馈风电场的每一条馈线上的风机进行分组，从第一台风机起，每6台风机为一组，最后若剩余不足6台的风机也组成一组，并依次将风机组编号为1,2,....,m,....,N

【技术特征摘要】
1.一种大型双馈风电场的无功优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、对大型双馈风电场的每一条馈线上的风机进行分组，从第一台风机起，每6台风机为一组，最后若剩余不足6台的风机也组成一组，并依次将风机组编号为1,2,....,m,....,NG；用Nm表示第m组风机的风机台数(m＝1,2,...,NG)；
步骤二、以风电场输出的总有功功率最大为目标建立目标函数f：



其中，和分别表示第m组第i(i＝1,2,...,Nm)台双馈风机输出的有功功率、铜耗、定子侧变流器损耗、网侧变流器损耗和变压器损耗；表示第i段线路的有功损耗，表示风电场平衡节点到汇流母线节点之间线路的有功损耗；可由下式计算：



其中，Rs和Rr分别表示风机定子绕组和转子绕组的等效电阻，可从风机铭牌中获得；Ids和Iqs分别为风机定子侧电流的d轴和q轴分量，Idr和Iqr分别是风机转子侧电流的d轴和q轴分量，可通过测量风机三相电流后经过d-q坐标变换得到；是从风机网侧变流器到电网的正弦电流的均方根值，是从风机转子侧变流器到发电机的正弦电流的均方根值，可分别通过测量其正弦电流后计算均方根值后得到；P0和Pk分别是变压器的空载损耗和负载损耗，可从变压器说明书中获得，β是变压器的负载率，可通过计算变压器三相电流平均值与变压器额定电流的比值得到；是第i个节点到第i+1个节点之间的线路电阻，可从厂家给出的电缆说明书中获得；是从第i个节点到第i+1个节点的电流，可通过测量得到；Rv和Iv分别是风电场平衡节点到汇流母线节点之间线路的电阻和电流，可分别通过电缆说明书和测量得到；是第m组第i台风机的风功率，可通过公式计算得到，其中，R为风机叶片半径，可从风机说明书中得到；ρ空气为空气密度，取1.29Kg/m3，Vw为风力机输入风速，可通过测量得到；CP为最大风能利用率，取45％；
步骤三、结合双馈风机无功出力特性，计算各台双馈风机无功出力的上下限；风机的定子侧无功出力的上下限分别为和风机网侧变流器的无功出力的上下限分别为和可由下式计算：



其中，Vs为风机定子侧额定电压，Xs为风机定子绕组电抗，Xm为风机励磁电抗，可从风机使用手册中获得；Ps为风机定子侧输出的有功功率，Pg为风机网侧变流器的输出的有功功率，可通过测量得到；Sg为网侧变流器容量，Ss为定子侧变流器容量，Irmax为风机定子侧变流器额定电流值，可从变流器使用手册中获得；
步骤四、以双馈风机机组无功出力上下限、风电场各节点电压偏差、及电网对风电场的无功调度指令为约束条件，建立...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣飞，宁晓洁，许晓玥，朱语博，刘诚，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43