一种区域风电场动态无功联合补偿系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种区域风电场动态无功联合补偿系统和方法，区域内的各个风电场与区域风电场动态无功联合补偿系统建立通信连接；对各个风电场的并网点电压进行监控，判断电网电压跌落或升高发生点；根据各个风电场的并网点电压计算出各个风电场无功功率补偿指令值；区域内各个风电场执行动态无功联合补偿系统的无功功率补偿指令值，对电网电压进行调节；重复上述步骤，直到电网电压稳定运行。采用了本发明专利技术的技术方案，能够根据不同并网结点电压计算出各风电场对系统进行无功补偿的量，实现区域风电场无功联合补偿。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风电
，尤其涉及。
技术介绍
随着经济和社会关系的发展，人类对能源的需求越来越大。利用风力发电可以减少煤炭、石油等常规能源的依赖，从而减少环境污染，对改善能源结构并实现低碳发展具有重要意义。所以近年来风力发电不断地发展，其在电力系统中所占比重也越来越大。但是由于风能是随机和不可控的，风电机组发出的电能是波动和随机的，必然引起风电机组的电压波动和闪变。由风的随机性，风电场的输出负荷是一个变化频繁的负荷， 对相对稳定的电力系统来说是一个干扰源，风电场并网后会对电力系统产生冲击影响，以及电能质量问题。另外，风电集中的区域的电压大范围波动问题十分突出，给系统电压调节带来较大的压力。风力发电机组如果不具备低电压穿越功能在电网发故障时则可能引发大量风电机组脱网，使电力系统潮流发生变化对电网的运行造成严重的影响。虽然每个风电场都配置了一定容量的无功功率补偿装置，风电场的随机性和波动性可以由无功补偿装置快速调节，但是风电在电网系统中所占比例越大，对于风电场的无功容量及控制要求也就越高。目前风电场电压控制仍有大部分采用升压站出口功率因数为 1，不与系统进行无功功率交换为控制原则。这存在很大的问题，不能保证风电场升压站电压在合理的范围以内，从而降低了电网电压稳定裕度。因此需要改变控制策略，要求风电场按照升压母线电压进行无功出力调速，在系统电压低时向系统发出无功，在系统电压高时， 从系统吸收无功。基于上述原因许多风电场开始着力开发风电场无功补偿功能，但是对于电网来说风电场只是接入电网的一个点，而整个系统是相互连接的，只有对整个风电区域电力系统电压进行无功联合补偿，才能更好地维持电网电压稳定。所以建立一整套区域风电场动态无功联合补偿系统是非常有意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出，能够根据不同并网结点电压计算出各风电场对系统进行无功补偿的量，实现区域风电场无功联合补 mte ο为达此目的，本专利技术采用以下技术方案一种区域风电场动态无功联合补偿系统，包括风电场并网点状态读取模块、风电场状态读取模块、风电场无功指令计算模块和风电场无功分配策略模块，风电场并网点状态读取模块和风电场状态读取模块分别与各个风电场连接，风电场并网点状态读取模块和风电场状态读取模块分别与风电场无功指令计算模块连接，风电场无功指令计算模块与风电场无功分配策略模块连接，风电场无功分配策略模块与各个风电场连接，其中，风电场并网点状态读取模块用于读取各个风电场并网点的电压值；风电场状态读取模块用于读取各个风电场的状态信息；风电场无功指令计算模块用于计算无功功率补偿指令值；风电场无功分配策略模块用于将无功功率补偿指令值分配给区域内的各个风电场。一种区域风电场动态无功联合补偿方法，包括以下步骤A、区域内的各个风电场与区域风电场动态无功联合补偿系统建立通信连接；B、对各个风电场的并网点电压进行监控，判断电网电压跌落或升高发生点；C、根据各个风电场的并网点电压计算出各个风电场无功功率补偿指令值；D、区域内各个风电场执行动态无功联合补偿系统的无功功率补偿指令值，对电网电压进行调节；E、重复步骤B到步骤D，直到电网电压稳定运行。判断电网电压跌落或升高发生点进一步包括以下步骤当输电线路某一点出现电压跌落情况，对比不同并网点的电压值判断出发生故障的位置，即电压值最小的并网点的周围；通过计算输电线路阻抗得到故障发生点；当输电线路某一点出现电压升高情况，对比不同并网点的电压值判断出产生电压升高源的位置，即电压值最高的并网点的周围；通过计算输电线路阻抗得到电压升高发生点。根据各个风电场的并网点电压计算出各个风电场无功功率补偿指令值进一步包括以下步骤根据区域内各个风电场的并网点电压计算出所述并网点所需无功补偿量，应用PI 调节器进行各并网点无功补偿量的控制；将电压调节器输出无功偏差值与风电场无功功率设定值进行加减计算之后，与风电场并网点测量的无功功率值进行比较，通过无功功率调节器计算输出每个风电场无功功率补偿指令值。采用了本专利技术的技术方案，能够对区域内的风电场进行动态无功联合补偿，对该区域电网电压进行无功统一调节，实现区域电网电压稳定运行。该风电场动态无功联合补偿系统最大的优点是根据不同并网结点电压计算出各风电场对系统进行无功补偿的量，实现区域风电场无功联合补偿。附图说明图1是本专利技术具体实施方式中区域风电场动态无功联合补偿系统的结构示意图。图2是本专利技术具体实施方式中区域风电场动态无功联合补偿流程图。图3是本专利技术具体实施方式中区域风电场动态无功联合补偿系统与风电场的连接示意图。图4是本专利技术具体实施方式中并网点无功补偿量的控制框图。图5是本专利技术具体实施方式中计算输出每个风电场无功功率补偿指令值的控制框图。具体实施例方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。图1是本专利技术具体实施方式中区域风电场动态无功联合补偿系统的结构示意图。 如图1所示，该系统包括风电场并网点状态读取模块、风电场状态读取模块、风电场无功指令计算模块和风电场无功分配策略模块。风电场并网点状态读取模块和风电场状态读取模块分别与各个风电场连接，风电场并网点状态读取模块和风电场状态读取模块分别与风电场无功指令计算模块连接，风电场无功指令计算模块与风电场无功分配策略模块连接，风电场无功分配策略模块与各个风电场连接。风电场并网点状态读取模块读取各个风电场并网点的电压值，风电场状态读取模块读取各个风电场的状态信息，风电场无功指令计算模块计算无功功率补偿指令值，风电场无功分配策略模块将无功功率补偿指令值分配给区域内的各个风电场。图2是本专利技术具体实施方式中区域风电场动态无功联合补偿流程图。如图2所示， 该区域风电场动态无功联合补偿流程包括以下步骤步骤201、区域内的各个风电场与区域风电场动态无功联合补偿系统建立通信连接。如图3所示，区域内的各个风电场(风电场01、风电场02、风电场03等)通过各个并网结点(A、B、C、D、E等)连接到输电线路上。各个风电场与区域风电场动态无功联合补偿系统通过通信线路连接，完成风电场与联合补偿系统之间的数据交换。步骤202、对各个风电场的并网点电压进行监控，判断电网电压跌落或升高发生点ο区域内各个风电场并网点电压都可以由风电场电压测量装置监测到，所以可以将该信号直接引用到区域风电场动态无功联合补偿系统所需并网点电压值。输电线路本身存在阻抗，如果当线路出现故障时各个并网点电压值是不一样的。当输电线路某一点出现电压跌落情况，由该点至其它点电压是逐渐升高的，这样区域风电场动态无功联合补偿系统就可以对比不同并网点的电压值判断出发生故障的位置，即电压值最小的那个并网点的周围。通过计算输电线路阻抗可以较为精确的得到故障发生点。当输电线路某一点出现电压升高的情况时，由该点至其它点电压是逐渐降低的， 这样区域风电场动态无功联合补偿系统就可以对比不同并网点的电压值判断出产生电压升高源的位置，即电压值最高的那个并网点的周围。通过计算输电线路阻抗可以较为精确的得到电压升发生点。步骤203、根据各个风电场的并网点电压计算出各个风电场无功功率补偿指令值。根据区域内各个风电场并网点电压计算出该点所需无功补偿量，本系统应用PI 调节器进行各点无功补偿量的控制，如图4所示，其中Vref本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种区域风电场动态无功联合补偿系统，其特征在于，包括风电场并网点状态读取模块、风电场状态读取模块、风电场无功指令计算模块和风电场无功分配策略模块，风电场并网点状态读取模块和风电场状态读取模块分别与各个风电场连接，风电场并网点状态读取模块和风电场状态读取模块分别与风电场无功指令计算模块连接，风电场无功指令计算模块与风电场无功分配策略模块连接，风电场无功分配策略模块与各个风电场连接，其中，风电场并网点状态读取模块用于读取各个风电场并网点的电压值；风电场状态读取模块用于读取各个风电场的状态信息；风电场无功指令计算模块用于计算无功功率补偿指令值；风电场无功分配策略模块用于将无功功率补偿指令值分配给区域内的各个风电场。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐佳园，纪国瑞，潘磊，秦明，孙黎翔，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11