一种风电场无功指令分配方法组成比例

本发明专利技术提供一种风电场无功指令的分配方法，包括以下步骤：根据各单台风机当前各自的运行工况快速计算出单台风机输出无功的极限Qi_max，并汇总各单台风机的数据后，得到整个风电场的输出无功极限Qmax，并反馈到上级调度；依据各风电场上报的输出无功极限以及潮流控制策略，分配下一时刻各风电场的无功指令Qcmd；根据分配给单个风电场的无功指令以及该风电场内风机的有功出力，确定各单台风机的无功指令Qi_cmd；以及根据分配给各单台风机的无功指令Qi_cmd以及定子、转子两侧输出无功的范围，确定分配到定子、转子两侧的无功指令。本发明专利技术提供的无功指令分配方法能够减少无功功率容量闲置。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种风电场无功指令的分配方法，包括以下步骤：根据各单台风机当前各自的运行工况快速计算出单台风机输出无功的极限Qi_max，并汇总各单台风机的数据后，得到整个风电场的输出无功极限Qmax，并反馈到上级调度；依据各风电场上报的输出无功极限以及潮流控制策略，分配下一时刻各风电场的无功指令Qcmd；根据分配给单个风电场的无功指令以及该风电场内风机的有功出力，确定各单台风机的无功指令Qi_cmd；以及根据分配给各单台风机的无功指令Qi_cmd以及定子、转子两侧输出无功的范围，确定分配到定子、转子两侧的无功指令。本专利技术提供的无功指令分配方法能够减少无功功率容量闲置。【专利说明】
本专利技术属于新能源与节能
和电力系统电压控制领域，尤其涉及一种无功指令的分配方法。
技术介绍
近十几年来，随着电力电子技术以及电力系统电压控制方法的研究与进展，风能作为具规模化应用前景和商业化发展潜能的新能源之一，以一种前所未有的速度迅猛发展。风力发电的一个重要问题是无功功率的分配与控制，这项技术直接影响到大规模风电场接入电网后的友好性，包括各种可能的稳定性问题。随着风电机组技术的不断发展，变速恒频风电机组逐渐成为风电场的主流机型，其中目前应用的主流机型为双馈发电机，借助电力电子变换器，可以实现有功功率、无功功率的快速、精确解耦控制，因此由该机型组成的风电场可以作为电力系统中的重要可调无功源。但是，受设备(主要为转子变流器)的热稳定限制，风电机组的无功发出能力常常根据有功出力的情况而大范围变化，因此其发出无功的极限参数需要实时更新计算并反馈给上级调度，增加了风电场无功功率的控制复杂度。因此，实际运行中风电机组基本较少参与无功功率调节，导致大量的无功功率容量闲置。
技术实现思路
综上所述，确有必要提供一种充分利用风电场中风电机组的无功调节能力，减少无功功率容量闲置的无功指令的分配方法。一种风电场无功指令的分配方法，包括以下步骤:根据各单台风机当前各自的运行工况计算出输出无功的极限Qmax，并汇总各单台风机的数据后，得到整个风电场的输出无功极限Qmax，并反馈到上级调度；依据各风电场上报的输出无功极限以及潮流控制策略，分配下一时刻各风电场的无功指令Qand;根据分配给单个风电场的无功指令以及该风电场内风机的有功出力，确定各单台风机的无功指令Qcmd;以及根据分配给各单台风机的无功指令以及定子、转子两侧输出无功的范围，确定分配到定子、转子两侧的无功指令。相对于现有技术，本专利技术基于确定单个风电场的无功极限特性，通过分析并充分利用风电场的无功调节能力，确立了单台机组-风电场调度-上级调度中心的无功协调控制策略，实现了对双馈发电机组成的风电场中转子变流器容量的充分利用，提高了设备利用率与无功补偿能力，减少了无功功率容量闲置。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术提供的双馈发电机组的组成以及功率分布示意图。图2为本专利技术提供的最大功率点跟踪目标曲线。图3为本专利技术提供的单台机无功极限计算流程。图4为本专利技术提供的上级调度、风电场调度以及单台风机的协调无功控制示意图。图5为本专利技术提供的无功指令的协调分配过程。图6为本专利技术的风机运行在额定功率以下时的无功极限曲线(P-Q特性)。【具体实施方式】下面根据说明书附图并结合具体实施例对本专利技术的技术方案进一步详细表述。请参阅图1，图1为本专利技术提供的风电场无功指令分配方法的流程图，包括以下步骤: 步骤S10，根据各单台风机当前各自的运行工况快速计算出输出无功的极限Qi _，并汇总各单台风机的数据后，得到整个风电场的输出无功极限Qmax，并反馈到上级调度； 步骤S20，依据各风电场上报的无功极限以及潮流控制策略，计算并分配下一时刻各风电场的无功指令； 步骤S30，根据分配给单个风电场的无功指令以及该风电场内风机的有功出力，确定各单台风机的无功指令；以及 步骤S40，根据分配给各单台风机的无功指令以及定子、转子两侧输出无功的范围，确定分配到定子、转子两侧的无功指令。在步骤SlO中，需要考虑到实际风电机组机端电压波动，所述电压波动可以瞬时计算，也可以曲线的形式给出。另外，所述单台风机的无功极限确定还需要考虑到几个因素，如机端低通滤波支路的功率特性，双馈发电机网侧变流器的无功容量，定向矢量控制方式的影响以及电机参数影响。请参阅图1，当双馈风力发电机输出有功功率为P时，定子输出的有功Ps、转子输出的有功已分别为:【权利要求】1.一种风电场无功指令的分配方法，包括以下步骤: 根据各单台风机当前各自的运行工况计算输出无功的极限Qijiax,并汇总各单台风机的数据后，得到整个风电场的输出无功极限Qmax，并反馈到上级调度； 上级调度依据各风电场上报的输出无功极限Qmax以及潮流控制策略，分配下一时刻各风电场的无功指令Qaild ； 根据分配给单个风电场的无功指令Qcmd以及该风电场内风机的有功出力，确定各单台风机的无功指令Qi^d;以及 根据分配给各单台风机的无功指令Qi^d以及定子、转子两侧输出无功的范围，确定分配到定子、转子两侧的无功指令。2.如权利要求1所述的风电场无功指令的分配方法，其特征在于，单台风机的无功极限Qijiax通过以下方法计算，其中所述d、q分别代表定子电压定向坐标系下的d轴、q轴分量: 获取转子侧变流器电流iri和； 获取网侧变流器电流igd和igq，计算网侧变流器无功功率Qg ； 获取发电机定子电流isd和isq，并与比较，取较小值计算定子无功功率Qs ； 获取低通滤波支路电流ifd和ifq，计算定子侧低通滤波支路的无功功率Qf ； 获取变压器电流iTd和iTq，得到变压器无功功率Qt ；以及 比较Qg+Qs+Qf的值与Qt的大小，取较小值得到单台风机的无功极限Q1-_。3.如权利要求2所述的风电场无功指令的分配方法，其特征在于，在定子电压定向矢量控制下，稳态时转子电流与发电机定子侧发出的功率满足如下关系: 4.如权利要求2为所述的风电场无功指令的分配方法，其特征在于，网侧变流器有功功率应Pg与转子侧有功功率匕相平衡，网侧与转子侧的无功功率没有关系，有: 5.如权利要求2所述的风电场无功指令的分配方法，其特征在于，所述所述低通滤波支路的无功功率Qf=Uifq。6.如权利要求2所述的风电场无功指令的分配方法，其特征在于，所述变压器的电流iTd和分别为: 7.如权利要求2所述的风电场无功指令的分配方法，其特征在于，所述电流iri和i?、igd和iM、isd和iS(1、iTd和iT(1满足如下电流约束条件: 8.如权利要求1所述的风电场无功指令的分配方法，其特征在于，整个风电场的无功极限Qmax为: 9.如权利要求1所述的风电场无功指令的分配方法，其特征在于，各单台风机的无功指令Qi—d，由如下方式确定: 10.如权利要求9所述的风电场无功指令的分配方法，其特征在于，定子侧无功指令Qs_、转子侧无功功率指令值Qg^d按如下方式计算: 【文档编号】H02J3/16GK103490423SQ201310278824【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年7月4日 优先权日:2013年7月4日 【专利技术者】鲁宗相,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电场无功指令的分配方法，包括以下步骤：根据各单台风机当前各自的运行工况计算输出无功的极限Qi_max，并汇总各单台风机的数据后，得到整个风电场的输出无功极限Qmax，并反馈到上级调度；上级调度依据各风电场上报的输出无功极限Qmax以及潮流控制策略，分配下一时刻各风电场的无功指令Qcmd；根据分配给单个风电场的无功指令Qcmd以及该风电场内风机的有功出力，确定各单台风机的无功指令Qi_cmd；以及根据分配给各单台风机的无功指令Qi_cmd以及定子、转子两侧输出无功的范围，确定分配到定子、转子两侧的无功指令。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁宗相，贺惠民，陈惠粉，吴涛，乔颖，李善颖，
申请(专利权)人：清华大学，国家电网公司，华北电力科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：