一种智能风电场有功无功功率控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种智能风电场有功无功功率控制系统，包括信息采集模块、命令接收模块、AGC模块、AVC模块和命令下发模块；电网调度系统通过命令接收模块向AGC模块和AVC模块分别下发命令，AGC模块和AVC模块分别通过信息采集模块采集设备的遥测遥信信息和调度下发的命令计算风机的有功目标值和风机、静止无功补偿装置的无功目标值，并将计算结果通过命令下发模块下发给风机和静止无功补偿装置。有功无功分配按照单台风机的调节能力进行分配，无功调节采用静止无功补偿装置优先于风机的策略，由于静止无功补偿装置的响应速度比风机要快得多而且更精确，可快速对无功调节做出准确响应；对实时数据进行移动平均，滤掉波动很大的值，使算法更准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于风电场控制
，具体涉及一种智能风电场有功无功功率控制系统。
技术介绍
风电场有功无功控制目前仍处于起步阶段。有功无功控制在火电、水电等传统发电行业已经很成熟，但在新兴的风电行业仍面临很多问题。由于风资源的不稳定等特性导致风电的有功无功控制比其他发电行业要复杂困难很多。目前国内很多风电场的有功无功控制是通过人工进行的，多采用平均分配的策略。人工控制的缺点很多，比如响应时间长、分配不合理、出错率高、人工成本高等。平均分配策略容易实现但分配不合理，不能充分发挥各风机的发电能力，同时也给电网的安全可靠运行带来重大威胁。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种智能风电场有功无功功率控制系统，有功无功分配按照单台风机的调节能力(单台调节空间占总调节空间的比例)进行分配，无功调节采用静止无功补偿装置优先于风机的策略，由于静止无功补偿装置的响应速度比风机要快得多而且更精确，可快速对无功调节做出准确响应；对实时数据进行移动平均，滤掉波动很大的值，使算法更准确。为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案提供一种智能风电场有功无功功率控制系统，所述系统包括信息采集模块、命令接收模块、AGC模块、AVC模块和命令下发模块；电网调度系统通过命令接收模块向AGC模块和AVC模块分别下发命令，AGC模块和AVC模块分别通过信息采集模块采集设备的遥测遥信信息和调度下发的命令计算风机的有功目标值和风机、静止无功补偿装置的无功目标值，并将计算结果通过命令下发模块下发给风机和静止无功补偿装置。所述信息采集模块采集遥测遥信信息包括风机的运行状态、有功功率、无功功率、风速、有功控制标志、和无功控制标志，升压站高压侧母线的有功功率、无功功率和电压，以及静止无功补偿装置的无功功率和无功控制标志。所述信息采集模块对所采集的风机的有功功率、无功功率和风速，升压站高压侧母线的有功功率、无功功率和电压以及静止无功补偿装置的无功功率进行移动平均，再参与AGC模块和AVC模块的计算。所述AGC模块计算AGC考量指标并分配风机的有功目标值，所述AGC考量指标包括第i台风机的有功出力上调空间Pi±iaSl ]、第i台风机的有功出力下调空间PiTiaSlW、全场风机的有功出力总上调空间P,e、±iaSl ]、全场风机的有功出力总下调空间P,e、TiaSl ]、第i台风机的上调能力Rateijl调、第i台风机的下调能力Ratei τ调、全场有功功率总损耗P总损耗和全场风机有功出力总差额P总差额。所述第i台风机的有功出力上调空间Pi±调空间=Max (Pi理论，Pi实时)_Pi实时，第i台风机的有功出力下调空间Pi下调空间=Max (l/2*Max (Pi理论，Pi实时)，Piia节下限)；其中，Pia论为第i台风机在当前风速下的理论出力，Pi3w为第i台风机的当前实际有功出力，PiimfTK为第i台风机的有功出力调节下限； 全场风机的有功出力总上调全间P总上调空间=Σ Pii调空间；全场风机的有功出力总下调全间P总下调空间=Σ Pi下调空间；弟i台风机的有功出力上调目S力Ratei上调=Pi上调空间/P总上调空间;弟i台风机的有功出力下调目S力下调=Pi下调空 间/P总下调空间；全场有功功率总损耗Σ其中，为全场母线实时有功功率；全场风机有功出力总差额Pp总目标为调度下发的全场风机有功出力总目标，歹，《为全场有功损耗移动平均值。所述AGC模块分配有功目标值过程如下若fabs(P总差额)〈P调节闽值，那么Pi目标=Pi实时，则不进行调节，其中Pi目标为第i台风机的有功出力目标值，Pimfwtf为全场有功出力调节阀值，其为系统定值参数； 右0〈P总差额〈P总上调空间，那么Pi目标=Pi实时+P总差额5^Ratei上调； 右0〈P总上调空间〈P总差额〈P总上调空间+P开机赚，那么Pi目标=Pi实时+P总上调空间5^Ratei上调,其中为全场有功调节的开机阀值；若1\6**汗,6±_3^+ ^ {|，那么从待机的风机中选等待时间最长的风机，设其开机标识为真，则第i台风机的开机标识Flagi开机=1，有Pig标=Pi*时； 右P总差额〈O且fabs (P总差额)〈P总下调空间，那么Pi目标=Pi实时+P总差额5^Ratei下调；右P总差额〈O且P总下调空间〈fabs (P总差额)〈P总下调空间+P停机瞧，那么Pi目标=Pi实时+P总下调S1^Ratei τ调，其中，P停_值为全场有功调节的停机阀值。若P总差额〈O且fabs(P总差额)>P总下调空间+P停机丨酿，那么从并网的风机中选并网时间最长的风机，并设其停机标识为真，则第i台风机的停机标识Flagiffm=I,有Pi Ug=Pi实时+P总下调空间木Ratei下调。所述AVC模块计算AVC考量指标并分配静止无功补偿装置和风机的无功目标值，所述AVC考量指标包括第i台风机的无功出力上调空间Qi±iaSl ]、第i台风机的无功出力下调空间为Q1、全场风机的无功出力总上调空间Q 、全场风机的无功出力总下调空间为Q总Tiasra、第i台风机的无功出力上调能力Rate丨i±ia、第i台风机的无功出力下调能力Raf i下调、第j套静止无功补偿装置的无功出力上调空间Qsvej上调空间、第j套静止无功补偿装置的无功出力下调空间Qsvc;jTiaSl ]、全场静止无功补偿装置的无功出力总上调空间Osvc总上调空间、 全场静止无功补偿装置的无功出力总下调空间Qsvc；,6TiaSf1、第j套静止无功补偿装置的无功出力上调能力Ratej上调、第j套静止无功补偿装置的无功出力下调能力Ratej上in、全场总的无功充电功率0, 、全场系统电抗X、全场母线无功总目标值和全场无功功率总差额所述第i台风机的无功出力上调空间Qi上调S15=Qiimmg-Qi实时，第i台风机的无功出力下调全间为Qi下调空间= 实时-Qi调节下限；其中，Qiimf±R为第i台风机的无功调节上限，Qi3w为第i台风机的当前实际无功出力，Qiirni 为第i台风机的无功调节下限；全场风机的无功出力总上调间Q总上调空间=Σ Qi上调空间；全场风机的无功出力总下调间为Q总下调空间=Σ Qi TiHSfi ;弟i台风机的无功出力上调遗力Rate ' i上调= 上调空间/Q总上调空间; 弟i台风机的无功出力下调遗力Rate ' i下调_Qi下调空间/Q总下调空间;第j套静止无功补偿装置的无功出力上调空间Qsvej上调空间=Csvcj-Qsvcj实时,其中Csvcj为第j套静止无功补偿装置的当前投入电容功率，Qsvcu3w为第j套静止无功补偿装置的当前实时无功功率；第j套静止无功补偿装置的无功出力下调空间 Qsvcj 下调空间 Qsvcj 实时 +Xsvcj，Xsvcj 为j套静止无功补偿装置的当前实时电抗功率；全场静止无功补偿装置的无功出力总上调空间Qsvc总上调空间 Σ Qsvcj上调空间；全场静止无功补偿装直的无功出力总下调全间Qsv。总下调空间=Σ Qsvcj.下调空间；弟j套静止无功补偿装直的无功出力上调遗力Ratej上调=Qsvcj·上调空间/Qsvc总上调空间;第j套静止无功补偿装置的无功出力下调能力Ratejrijl=QS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能风电场有功无功功率控制系统，其特征在于：所述系统包括信息采集模块、命令接收模块、AGC模块、AVC模块和命令下发模块；电网调度系统通过命令接收模块向AGC模块和AVC模块分别下发命令，AGC模块和AVC模块分别通过信息采集模块采集设备的遥测遥信信息和调度下发的命令计算风机的有功目标值和风机、静止无功补偿装置的无功目标值，并将计算结果通过命令下发模块下发给风机和静止无功补偿装置。

【技术特征摘要】
1.一种智能风电场有功无功功率控制系统，其特征在于所述系统包括信息采集模块、命令接收模块、AGC模块、AVC模块和命令下发模块；电网调度系统通过命令接收模块向AGC模块和AVC模块分别下发命令，AGC模块和AVC模块分别通过信息采集模块采集设备的遥测遥信信息和调度下发的命令计算风机的有功目标值和风机、静止无功补偿装置的无功目标值，并将计算结果通过命令下发模块下发给风机和静止无功补偿装置。2.根据权利要求1所述的智能风电场有功无功功率控制系统，其特征在于所述信息采集模块采集遥测遥信信息包括风机的运行状态、有功功率、无功功率、风速、有功控制标志、和无功控制标志，升压站高压侧母线的有功功率、无功功率和电压，以及静止无功补偿装置的无功功率和无功控制标志。3.根据权利要求2所述的智能风电场有功无功功率控制系统，其特征在于所述信息采集模块对所采集的风机的有功功率、无功功率和风速，升压站高压侧母线的有功功率、无功功率和电压以及静止无功补偿装置的无功功率进行移动平均，再参与AGC模块和AVC模块的计算。4.根据权利要求1所述的智能风电场有功无功功率控制系统，其特征在于所述AGC模块计算AGC考量指标并分配风机的有功目标值，所述AGC考量指标包括第i台风机的有功出力上调空间Pi±iasra、第i台风机的有功出力下调空间PiTiasra、全场风机的有功出力总上调空间P,e、±iaSl ]、全场风机的有功出力总下调空间P,e、TiaSl ]、第i台风机的上调能力Ratei上调、第i台风机的下调能力RateiTia、全场有功功率总损耗和全场风机有功出力总差额P总差额。5.根据权利要求4所述的智能风电场有功无功功率控制系统，其特征在于所述第i台风机的有功出力上调空间Pi上调空间=Max (Piia论，Pi实时)_Pi实时，第i台风机的有功出力下调全间Pi下调空间=Max (l/2*Max (Pi理论，Pi实时)，Pi调节下限)； 其中，Piaife为第i台风机在当前风速下的理论出力，Pi3w为第i台风机的当前实际有功出力，PiimfTR为第i台风机的有功出力调节下限； 全场风机的有功出力总上调间P总上调空间=Σ PiJ1调空间； 全场风机的有功出力总下调空间Σ Piriasfi ； 兎i台风机的有功出力上调遗力Ratei上调=Pi上调空间/P总上调空间； 弟i台风机的有功出力下调遗力Ratei下调-Pi下调空间/P总下调空间； 全场有功功率总损耗P 总损耗=Σ Pi实时—P母线， 其中，P9t!为全场母线实时有功功率；全场风机有功出力总差额P UT =PΜ,其中，P总S标为调度下发的全场风机有功出力总目标，为全场有功损耗移动平均值。6.根据权利要求4所述的智能风电场有功无功功率控制系统，其特征在于所述AGC模块分配有功目标值过程如下 若fabs (P总差额)〈P调节丨酿，那么Pi目标=Pi实时，则不进行调节，其中Pi目标为第i台风机的有功出力目标值，Pimfwtf为全场有功出力调节阀值，其为系统定值参数； 右0〈P总差额〈P总上调空间，那么Pi目标=Pi实时+P总差额5^Ratei上调； 右0〈P总上调空间〈P总差额〈P总上调空间+P开机RI值，那么Pi目标=Pi实时+P总上调空间Ratei上调，其中P开 为全场有功调节的开机阀值； 若P自**>P +P MWit,那么从待机的风机中选等待时间最长的风机，设其开机标识为真，则第i台风机的开机标识Flagi开机=1，有Pi目标=Pi*时+Pi6jliawi^RateijlilI ； 右P总差额〈O且fabs (P总差额)〈P总下调空间，那么Pi目标=Pi实时+P总差额5^Ratei下调； 右P总差额〈O且P总下调空间〈fabs (P总差额)〈P总下调空间+P停机阀值，那么Pi目标=Pi实时+P总下调空间^Ratei Tia，其中，P停值为全场...

【专利技术属性】
技术研发人员：何飞跃，马振强，唐建芳，殷健康，韩敬涛，李希，魏磊，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，中电普瑞张北风电研究检测有限公司，国家电网公司，西北电网有限公司，
类型：发明
国别省市：