一种快速抑制暂态电压的无功电压控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种快速抑制暂态电压的无功电压控制方法及系统，该方法包括：风电场AVC根据接收到的目标电压指令，计算得到风电场要调节的无功功率，生成无功功率指令下发至风电机组，并根据风电场的主变压参数计算得到无功补偿装置主变低压侧的电压值，生成电压指令下发至无功补偿装置；无功补偿装置根据电压指令进行无功调节，对并网点电压进行跟踪控制，并在出现暂态电压时进行调节抑制；风电机组根据无功指令进行无功调节，在风电机组无功调节过程中进行无功补偿装置的无功置换，保持无功补偿装置具有一定的无功裕度，该方法及系统可以保证风电场具备稳态时的跟踪调节能力，还可以在系统电压出现暂态波动时进行快速跟踪调节，稳定电网电压。稳定电网电压。稳定电网电压。

【技术实现步骤摘要】
一种快速抑制暂态电压的无功电压控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力控制领域，尤指一种快速抑制暂态电压的无功电压控制方法及系统。

技术介绍

[0002]随着化石能源的日渐枯竭，以及环境保护的压力增加，人们对清洁可持续能源的渴求日益强烈。风电以其技术成熟、资源丰富的优势，在清洁能源发展中处于优先位置。随着风电的跨越式发展，风电装机规模的爆发式增长与电网电压的安全稳定的矛盾日益凸显。
[0003]为应对大规模风电接入的电压安全问题，各风电场同时配置了无功电压控制系统(AVC，Auto Voltage Control)和动态无功补偿装置(SVG)，用于改善和协调电压的稳定。为保障风电场并网点电压的稳定，风电场AVC系统通过调节站内的无功补偿装置和风电机组的无功功率，实现并网点的电压稳定运行。风电场一般运行于电网末端，网架系统相对比较薄弱，电压波动幅度较大，电压的稳定性相对较差。加上风电场AVC系统都是通过周期性的指令进行无功功率的调节控制，当系统电压在AVC调节周期内出现波动时，AVC系统无法及时进行调节，需要等到下一控制周期时再进行无功的调节和指令的下发。该种控制策略在稳态时可以实现并网点电压的稳定运行，但是当系统出现波动时无法进行电压的快速跟踪调节。
[0004]综上来看，亟需一种可以即能保证风电场在稳态时的快速调节控制，又可实现在系统电压出现暂态波动时进行快速跟踪调节的技术方案。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术存在的问题，本专利技术提出一种快速抑制暂态电压的无功电压控制方法及系统，该方法及系统在稳态控制时风电场AVC将所需无功指令下发给风电机组，同时计算出无功补偿装置应该调节的电压指令(以主变低压侧电压为控制目标)下发至无功补偿装置，无功补偿装置根据电压指令快速实现无功功率的跟踪控制，然后通过风电机组的无功功率跟踪调节实现无功置换，当系统出现电压波动时，无功补偿装置在恒电压控制模式，可以快速抑制电压的波动，起到稳定电网电压的作用。该种方法即保证了风电场在稳态时的快速调节控制，又可实现在系统电压出现暂态波动时的快速跟踪调节。
[0006]在本专利技术实施例的第一方面，提出了一种快速抑制暂态电压的无功电压控制方法，该方法包括：
[0007]风电场AVC根据接收到的目标电压指令，计算得到风电场要调节的无功功率，生成无功功率指令下发至风电机组，并根据风电场的主变压参数计算得到无功补偿装置主变低压侧的电压值，生成电压指令下发至无功补偿装置；
[0008]所述无功补偿装置根据电压指令进行无功调节，对并网点电压进行跟踪控制，并在出现暂态电压时进行调节抑制；
[0009]所述风电机组根据风电场AVC下发的无功指令进行无功调节，在风电机组无功调节过程中进行无功补偿装置的无功置换，保持无功补偿装置具有一定的无功裕度。
[0010]进一步的，该方法还包括：
[0011]在风电场AVC接收到目标电压指令值后，计算得到风电场的无功电压灵敏系数，其中，无功电压灵敏系数的计算式为：
[0012][0013]其中，X1、X2为过程变量，U1为上一时刻并网点电压测量值，Q1为上一时刻并网点无功功率测量值，U2为当前时刻并网点电压测量值，Q2为当前时刻并网点无功功率测量值，Z为无功电压灵敏系数。
[0014]进一步的，所述风电场的无功电压灵敏系数是通过周期性的循环计算，选取四个小时内的数据平均值作为当前的无功电压灵敏度系数。
[0015]进一步的，所述风电场AVC根据接收到的目标电压指令，计算得到风电场要调节的无功功率，生成无功功率指令下发至风电机组，包括：
[0016]风电场要调节的无功功率的计算式为：
[0017]Q
ref
＝(U
after
‑
U
befor
)
×
Z；
[0018]其中，U
after
为风电场AVC接收到的目标电压指令值，U
beref
为当前风电场的电压数值，Q
ref
为计算得到的风电场要调节的无功功率，将该无功功率下发至风电机组。
[0019]进一步的，所述风电场AVC根据风电场的主变压参数计算得到无功补偿装置主变低压侧的电压值，生成电压指令下发至无功补偿装置，包括：
[0020]根据所述风电场的无功电压灵敏系数，计算得到无功补偿装置主变低压侧的电压指令值，生电压指令下发至无功补偿装置，用于电压目标指令的跟踪控制；其中，无功补偿装置主变低压侧的电压指令值的计算式为：
[0021]U
ref
＝(U
after
×
(1
‑
1/Z))/R；
[0022]其中，U
after
为风电场AVC接收到的目标电压指令值，Z为无功电压灵敏系数，R为风电场主变压器高压侧与低压侧电压变比，U
ref
为无功补偿装置主变低压侧电压指令值。
[0023]进一步的，该方法还包括：
[0024]设置无功补偿装置电压控制模式的控制参数；其中，根据所述当前的无功电压灵敏度系数调整无功补偿装置的电压斜率系数，当灵敏度系数小于10时，将无功补偿装置的电压斜率系数设置为0.1％
‑
1％；当灵敏度系数大于10时，将无功补偿装置的电压斜率系数设置为1％
‑
10％。
[0025]进一步的，所述风电场主变低压侧至少包括两套无功补偿装置；其中，一套无功补偿装置设置为主变低压侧恒电压控制模式，用于接收风电场AVC下发的电压指令，其它无功补偿装置设置为无功控制模式，用于接收风电场AVC下发的无功功率指令。
[0026]在本专利技术实施例的第二方面，提出了一种快速抑制暂态电压的无功电压控制系统，该系统包括：风电场AVC、无功补偿装置及风电机组；其中，
[0027]所述风电场AVC，用于根据接收到的目标电压指令，计算得到风电场要调节的无功功率，生成无功功率指令下发至风电机组，并根据风电场的主变压参数计算得到无功补偿
装置主变低压侧的电压值，生成电压指令下发至无功补偿装置；
[0028]所述无功补偿装置，用于根据电压指令进行无功调节，对并网点电压进行跟踪控制，并在出现暂态电压时进行调节抑制；
[0029]所述风电机组，用于根据风电场AVC下发的无功指令进行无功调节，在风电机组无功调节过程中进行无功补偿装置的无功置换，保持无功补偿装置具有一定的无功裕度。
[0030]在本专利技术实施例的第三方面，提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现快速抑制暂态电压的无功电压控制方法。
[0031]在本专利技术实施例的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现快速抑制暂态电压的无功电压控制方法。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速抑制暂态电压的无功电压控制方法，其特征在于，该方法包括：风电场AVC根据接收到的目标电压指令，计算得到风电场要调节的无功功率，生成无功功率指令下发至风电机组，并根据风电场的主变压参数计算得到无功补偿装置主变低压侧的电压值，生成电压指令下发至无功补偿装置；所述无功补偿装置根据电压指令进行无功调节，对并网点电压进行跟踪控制，并在出现暂态电压时进行调节抑制；所述风电机组根据风电场AVC下发的无功指令进行无功调节，在风电机组无功调节过程中进行无功补偿装置的无功置换，保持无功补偿装置具有一定的无功裕度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在风电场AVC接收到目标电压指令值后，计算得到风电场的无功电压灵敏系数，其中，无功电压灵敏系数的计算式为：其中，X1、X2为过程变量，U1为上一时刻并网点电压测量值，Q1为上一时刻并网点无功功率测量值，U2为当前时刻并网点电压测量值，Q2为当前时刻并网点无功功率测量值，Z为无功电压灵敏系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述风电场的无功电压灵敏系数是通过周期性的循环计算，选取四个小时内的数据平均值作为当前的无功电压灵敏度系数。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述风电场AVC根据接收到的目标电压指令，计算得到风电场要调节的无功功率，生成无功功率指令下发至风电机组，包括：风电场要调节的无功功率的计算式为：Q
ref
＝(U
after
‑
U
befor
)
×
Z；其中，U
after
为风电场AVC接收到的目标电压指令值，U
beref
为当前风电场的电压数值，Q
ref
为计算得到的风电场要调节的无功功率，将该无功功率下发至风电机组。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述风电场AVC根据风电场的主变压参数计算得到无功补偿装置主变低压侧的电压值，生成电压指令下发至无功补偿装置，包括：根据所述风电场的无功电压灵敏系数，计算得到无功补偿装置主变低压侧的电压指令值，生电压指令下发至无功补偿装置，用于电压目标指令的跟踪控制；其中，无功补偿装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴林林，罗亚洲，刘京波，王茂海，訾鹏，贾琳，赵峰，刘辉，徐曼，程雪坤，李琰，
申请(专利权)人：国家电网公司华北分部国家电网有限公司华北电力科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：