基于协调控制提升风电场站电压控制能力的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于协调控制提升风电场站电压控制能力的方法及系统，属于电力系统技术领域。本发明专利技术方法，包括：步骤1、读取风电场并网点与初始电压预设时间间隔后的电压；步骤2、确定风电场并网点初始电压与预设时间间隔后的电压的变化量，若变化量大于预设值，控制风电场进入同步调相机与SVG的无功控制模式，若变化量小于预设值，控制风电场进入SVG的无功控制模式；步骤3、测量风电场进入同步调相机与SVG的无功控制模式，或SVG的无功控制模式后的并网点电压，若并网点电压的值在预设阈值之间，控制风电场进入SVG无功控制模式，若并网点电压的值不在预设阈值之间，返回步骤1。本发明专利技术提升了风电场站电压控制能力及短路电流能力。提升了风电场站电压控制能力及短路电流能力。提升了风电场站电压控制能力及短路电流能力。

【技术实现步骤摘要】
基于协调控制提升风电场站电压控制能力的方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统
，并且更具体地，涉及一种基于协调控制提升风电场站电压控制能力的方法及系统。

技术介绍

[0002]为响应“碳达峰、碳中和”目标，构建以新能源为主体的新型电力系统，风力和光伏发电近年来发展建设迅速。截至2017年中，我国风电装机达1.54亿千瓦，光伏发电装机达1.02亿千瓦，合计占全国发电装机的比例超过13％。其中，新疆、青海、宁夏、冀北等16个省级电网的新能源已成为第二大装机电源，新疆、青海等四省新能源装机占本地电源总装机比例超过30％。可以预见，不远的未来某些局部电网新能源占比可能达到80％甚至更高，超高占比新能源并网运行将成为未来电源结构的重要特征。
[0003]但是随着新能源在电网中所占比例越来越高，其对电网的影响范围也从局部逐渐扩大。新能源机组出力具有明显的间歇性和波动性，这使风电、光伏大规模接入对局部电网稳定运行带来很大压力，由此导致大规模连锁脱网事故频频发生。
[0004]目前新能源场站(风电/光伏)的主要调压措施是通过静态无功补偿装置(例如SVG或SVC)来实现，但静态无功补偿装置都是通过电力电子装置实现，具有一定的控制延时，在电力系统电压发生扰动或者故障时导致的电压突增/突减，静态无功补偿装置可能会造成无功反调，恶化系统的电压稳定水平，静态无功补偿装置适合稳态的电压调节，但是不适合暂态的快速电压控制。
[0005]同步调相机广泛应用于特高压直流换流站，给换流阀提供动态的无功补偿，由于其在电压突增/突降瞬间存在超导体闭合回路的磁链守恒效应，会对电压的突增/突减起到很好的抑制作用，同时在系统频率发生扰动时，同步调相机的转子还会给系统提供一定的惯量支撑，抑制频率的快速变化，为一次调频争取时间。
[0006]因此，如何在既兼顾实现电力系统的稳态电压调节，又能在电压突变暂态过程提供快速正确的无功响应，并且对电力系统短路电流起到提升作用，是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本专利技术提出了一种基于协调控制提升风电场站电压控制能力的方法，包括：
[0008]步骤1、测量风电场并网点的初始电压，并读取风电场站控系统与调相机和SVG的通信状态，若通信状态满足预设要求，读取风电场并网点与初始电压预设时间间隔后的电压；
[0009]步骤2、确定风电场并网点初始电压与预设时间间隔后的电压的变化量，若变化量大于预设值，控制风电场进入同步调相机与SVG的无功控制模式，若变化量小于预设值，控制风电场进入SVG的无功控制模式；
[0010]步骤3、测量风电场进入同步调相机与SVG的无功控制模式，或SVG的无功控制模式
后的并网点电压，若并网点电压的值在预设阈值之间，控制风电场进入SVG无功控制模式，若并网点电压的值不在预设阈值之间，返回步骤1。
[0011]可选的，若通信状态不满足预设要求，控制风电场进入同步调相机与SVG的本地电压闭环模式，调节并网点的无功功率，再次测量风电场并网点的初始电压。
[0012]可选的，进入同步调相机与SVG的无功控制模式，即控制同步调相机进入电压闭环控制模式，并确定同步调相机与SVG的调节功率，将调节功率下发至同步调相机与SVG进行调节，其中调节功率根据同步调相机的自发无功响应过程的无功分量及励磁调节器控制的功分量确定。
[0013]可选的，进入SVG的无功控制模式，具体为：SVG闭锁站控系统下发的电压指令，SVG进入电压闭环控制模式，并确定SVG的调节功率，并将调节功率下发给SVG进行调节。
[0014]可选的，预设阈值为0.95pu
‑
1.05pu。
[0015]可选的，SVG与同步调相机的配比为：3:1至5:1。
[0016]本专利技术还提出了一种基于协调控制提升风电场站电压控制能力的系统，包括：
[0017]初始模块，测量风电场并网点的初始电压，并读取风电场站控系统与调相机和SVG的通信状态，若通信状态满足预设要求，读取风电场并网点与初始电压预设时间间隔后的电压；
[0018]第一控制模块，确定风电场并网点初始电压与预设时间间隔后的电压的变化量，若变化量大于预设值，控制风电场进入同步调相机与SVG的无功控制模式，若变化量小于预设值，控制风电场进入SVG的无功控制模式；
[0019]第二控制模块，测量风电场进入同步调相机与SVG的无功控制模式，或SVG的无功控制模式后的并网点电压，若并网点电压的值在预设阈值之间，控制风电场进入SVG无功控制模式，若并网点电压的值不在预设阈值之间，命令所述初始模块操作。
[0020]可选的，若通信状态不满足预设要求，控制风电场进入同步调相机与SVG的本地电压闭环模式，调节并网点的无功功率，再次测量风电场并网点的初始电压。
[0021]可选的，进入同步调相机与SVG的无功控制模式，即控制同步调相机进入电压闭环控制模式，并确定同步调相机与SVG的调节功率，将调节功率下发至同步调相机与SVG进行调节，其中调节功率根据同步调相机的自发无功响应过程的无功分量及励磁调节器控制的功分量确定。
[0022]可选的，进入SVG的无功控制模式，具体为：SVG闭锁站控系统下发的电压指令，SVG进入电压闭环控制模式，并确定SVG的调节功率，并将调节功率下发给SVG进行调节。
[0023]可选的，预设阈值为0.95pu
‑
1.05pu。
[0024]可选的，SVG与同步调相机的配比为：3:1至5:1。
[0025]本专利技术可以在风电场并网点发生电压暂态骤升/骤降时协调SVG和同步调相机之间的无功分配，提升风电场并网点发生电压暂态骤升/骤降时风电场的暂态无功支撑能力，同时提升了风电场短路电流能力。
附图说明
[0026]图1为本专利技术方法的流程图；
[0027]图2为本专利技术方法实施例中控制原理图；
[0028]图3为本专利技术方法实施例中控制流程图；
[0029]图4为本专利技术系统的结构图。
具体实施方式
[0030]现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0031]除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0032]本专利技术提出了一种基于协调控制提升风电场站电压控制能力的方法，如图1所示，包括：
[0033]步骤1、测量风电场并网点的初始电压，并读取风电场站控系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于协调控制提升风电场站电压控制能力的方法，所述方法包括：步骤1、测量风电场并网点的初始电压，并读取风电场站控系统与调相机和SVG的通信状态，若通信状态满足预设要求，读取风电场并网点与初始电压预设时间间隔后的电压；步骤2、确定风电场并网点初始电压与预设时间间隔后的电压的变化量，若变化量大于预设值，控制风电场进入同步调相机与SVG的无功控制模式，若变化量小于预设值，控制风电场进入SVG的无功控制模式；步骤3、测量风电场进入同步调相机与SVG的无功控制模式，或SVG的无功控制模式后的并网点电压，若并网点电压的值在预设阈值之间，控制风电场进入SVG无功控制模式，若并网点电压的值不在预设阈值之间，返回步骤1。2.根据权利要求1所述的方法，所述若通信状态不满足预设要求，控制风电场进入同步调相机与SVG的本地电压闭环模式，调节并网点的无功功率，再次测量风电场并网点的初始电压。3.根据权利要求1所述的方法，所述进入同步调相机与SVG的无功控制模式，即控制同步调相机进入电压闭环控制模式，并确定同步调相机与SVG的调节功率，将调节功率下发至同步调相机与SVG进行调节，其中调节功率根据同步调相机的自发无功响应过程的无功分量及励磁调节器控制的功分量确定。4.根据权利要求1所述的方法，所述进入SVG的无功控制模式，具体为：SVG闭锁站控系统下发的电压指令，SVG进入电压闭环控制模式，并确定SVG的调节功率，并将调节功率下发给SVG进行调节。5.根据权利要求1所述的方法，所述预设阈值为0.95pu
‑
1.05pu。6.根据权利要求1所述的方法，所述SVG与同步调相机的配比为：3:1至5:1。7.一种基于协调控制提升风电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文锋，孙华东，王宝财，王晖，魏巍，贾媛，张健，马世俊，艾东平，韩志勇，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：