本发明专利技术提供一种风电场发电系统的电气主拓扑完整性的监测方法以及使用所述监测方法的控制设备。所述监测方法包括：在风电场发电系统的控制器端，实时监测影响电气拓扑完整性的各个监测源的状态；如果确定监测的任一个监测源发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常，则停止执行电网调度指令。使用所述检测方法的控制设备，包括：第一模块，用于实时监测影响电气拓扑完整性的各个监测源的状态；第二模块，用于如果确定监测的任一个监测源发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常，则停止执行电网调度指令。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种电气主拓扑完整性的监测方法和设备，尤其涉及一种用于实时监测风电场的电气主拓扑完整性的方法以及设备，从而准确地区分多种设备的运行状态并做出相应的响应。
技术介绍
在风力发电系统中，间歇性风电造成电网电压波动、系统短路容量增加、暂态稳定性改变，特别在大规模风电集中接入电网情况下尤为突出。同时，电网末端电能质量也会影响风场，例如电网扰动导致风机脱网，风电场解列，不平衡电压会造成机组振动、过热。研究风电场并网的技术关键，在于将风电场作为一个整体单元接入电网来分析，通过改善风电场并网点(Point of Common Coupling,简称PCC)的稳定性，以实现整个风电 场的并网性能提闻。PCC点的稳定性最重要的指标为电压稳定性，电压波动直接影响了风机的安全稳定运行，危害甚至波及所接入的电力网络。根据潮流分析技术可知，PCC点的电压主要受该点的无功功率影响当消耗感性无功功率过多时(下简称吸收无功功率)电压将会下降；反之，当发出感性无功功率过多时(下简称发出无功功率)电压将会上升。通过某些技术控制PCC点的无功功率动态平衡，即达到了控制PCC点电压稳定的效果。控制风电场PCC点的无功功率平衡，受到两个技术点制约首先必须满足我国电力系统无功功率“分层分区”控制原则，其次必须充分考虑风电场无功功率源的控制机理。风电场无功功率源主要有两种风机和集中无功补偿设备。集中无功补偿设备，例如静止无功补偿(如SVC)装置对风电场的无功功率平衡起到了积极有效的作用，但也存在造价、损耗和稳定性的缺陷，和风机运行配合差。风机具有额外发出无功功率的能力，但单机自由控制会引起风电场无功功率内耗，无法达到指定控制目标。图IA和图IB分别示出了使用SVC的两种通用的电气网络拓扑。在如图IA和图IB所示的风电系统中，低压母线接入了多条风电集电线路，该类线路仅消耗无功功率；此外，SVC同样接入低压母线，控制其发出或者吸收无功功率，使得PCC的电压在允许范围内。图IB中所示的拓扑中，使用多个SVC，并且通过多个并网变压器并网。然而,风力发电最显著的特点是风力大小的不确定性。当风力很小时,风机处于待机状态，风电场PCC点的电流很小。当故障引起了风电场风电集电线路开关跳闸，或风机群大量停机时，风电场PCC点的电流也很小。用于远程调度的电压自动控制(AVC，AutoVoltage Control)主站无法快速识别甚至无法识别风电场的运行状态，故而会持续发出远程控制指令，要求风电场执行所述命令。由于无法区分风机处于待机状态和风电场实际发生故障的状况，因此在风电场拓扑关系已经破坏的情况下，还继续执行电网调度AVC主站发出的指令发出或吸收无功功率，恶化电压波动，很可能引发出新故障
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种风电场发电系统的电气主拓扑完整性的监测方法和设备，实时监测影响风电场的电气主拓扑完整性的各个监测源的状态，准确地区分风力波动导致的风机待机和实际故障，从而做出相应的响应，提高系统稳定性。根据本专利技术的一方面，提供一种风电场发电系统的电气主拓扑完整性的监测方法，包括在风电场发电系统的控制设备执行以下步骤实时监测影响电气拓扑完整性的各个监测源的状态；如果确定监测的任一个监测源发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常，则停止执行电网调度指令。可由风电场电压自动控制(AVC)设备执行所述监测方法的步骤。所述影响电气拓扑完整性的监测源可包括以下的至少一个风电场发电系统的高压母线、并网点的风电送出线路、风电场内所有的低压母线、所有的并网变压器以及所有的集电线路。其中，所述所有的集电线路可作为一个集电线路监测源被监测，并且所述所有的并网变压器可作为一个并网变压器监测源被监测。 所述风电场AVC设备可通过设置在电网中所述各个监测源处的电压互感器和电流互感器采集各个监测源的状态信息，以监测所述各个监测源的状态。当监测到并网点的风电送出线路的电流小于预定的工作电流门限值且高压母线电压低于预定的工作电压门限值时，可确定风电送出线路发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常。当监测到高压母线或任一低压母线发生短路故障时，可确定所述高压母线或低压母线发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常。当监测到所有的并网变压器发生故障时，可确定所述并网变压器作为一个并网变压器监测源发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常。当监测到每个集电线路的电流小于预定的工作电流门限值，且其所连接的风机都未发电，则可确定所有的集电线路作为一个集电线路监测源发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常。当监测到高压母线或任一低压母线电气数据采集回路一相或多相断开时，可确定所述高压母线或低压母线发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常。当监测到任一并网变压器的电气数据采集回路一相或多相断开时，可确定所述并网变压器发生故障。当监测到风电送出线路的电气数据采集回路一相或多相断开，导致并网点电气数据无法正常采集时，可确定所述风电送出线路发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常。所述电网调度命令是无功功率控制命令、并网点电压控制命令以及并网点功率因数控制命令中的至少一个。可将所述预定的工作电流门限值设置为并网点的风电送出线路的额定工作电流的5% 8%，所述预定的工作电压门限值可设置为并网点的风电送出线路的额定工作电压的20%。所述预定的工作电流门限值可设置为集电线路的额定工作电流的5% 8%。根据本专利技术的另一方面，提供一种在风电场发电系统中监测电气主拓扑完整性的控制设备，包括第一模块，用于实时监测影响电气拓扑完整性的各个监测源的状态；第二模块，用于如果确定监测的任一个监测源发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常，则停止执行电网调度指令。所述控制设备可以是由风电场电压自动控制(AVC)设备。所述影响电气拓扑完整性的监测源可包括以下的至少一个风电场发电系统的高压母线、并网点的风电送出线路、风电场内所有的低压母线、所有的并网变压器以及所有的集电线路。其中，所述所有的集电线路可作为一个集电线路监测源被监测，并且所述所有的并网变压器可作为一个并网变压器监测源被监测。所述风电场AVC设备可通过设置在电网中所述各个监测源处的电压互感器和电流互感器采集各个监测源的状态信息，以监测所述各个监测源的状态。当第一模块监测到并网点的风电送出线路的电流小于预定的工作电流门限值且高压母线电压低于预定的工作电压门限值时，第二模块可确定风电送出线路发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常。当第一模块监测到高压母线或任一低压母线发生短路故障时，第二模块可确定所述高压母线或低压母线发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常。当第一模块监测到所有的并网变压器发生故障时，第二模块可确定所述并网变压器作为一个并网变压器监测源发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常。当第一模块监测到每个集电线路的电流小于预定的工作电流门限值，且其所连接的风机都未发电，则第二模块可确定所有的集电线路作为一个集电线路监测源发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常。当第一模块监测到高压母线或任一低压母线电气数据采集回路一相或多相断开时，第二模块可确定所述高压母线或低压母线发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常。当第一模块监测到任一并网变压器的电气数据采集回路一相或多相断开时，第二模块可确定所述并网变压器发生故障。当第一模块监测到本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种风电场发电系统的电气主拓扑完整性的监测方法，包括在风电场发电系统的控制设备执行以下步骤：实时监测影响电气拓扑完整性的各个监测源的状态；如果确定监测的任一个监测源发生将导致电气拓扑完整性破坏的异常，则停止执行电网调度指令。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：舒鹏，乔元，张毅，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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