CN102769299B - 一种基于电压运行状态的风电场电压控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于电压运行状态的风电场电压控制方法，属于电力系统自动电压控制技术领域。本方法依据风电场并网点电压和风机机端电压定义了风电场的八种状态。依据风电场的不同状态，执行三种相应的电压控制策略，以实现三个不同的控制目标，即控制风电场内所有风机的机端电压均在安全范围内，完成调度中心下发的风电场并网点电压控制目标以及消除风电场内跨主变压器无功环流Q_cir。本方法可集成在现场运行的风电场自动电压控制系统中，使该系统能够实时根据风电场的电压状态，实施最适宜的控制策略，以实现不同的控制需求。

Description

一种基于电压运行状态的风电场电压控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于电压运行状态的风电场电压控制方法，属于电力系统自动电压控制技术领域。

背景技术

近年来频频发生风电场内风机因电压问题而脱网，而在风电场内搭设自动电压控制系统被认为是解决风电场电压问题的一个有效手段。风电场自动电压控制，即是利用风电场内的风机，静态无功补偿装置，静态无功发生器，等设备来完成风电场内无功电压的安全优化控制。但不同于水火电厂，风电场在电压控制上具有多个控制目标：风电场内自动电压控制系统不仅需要完成调度中心下发的对风电场并网点电压的控制目标（通常为风电场升压站高压母线电压），更要保证场内不同地方的各台风机的机端电压均在安全范围内，而目前我国大部分风机的机端电压安全运行范围为额定电压的±10%，相比水火电机组，对电压的要求更为苛刻。并且由于风电场具有网络特点，在保证全网电压合格的基础上，也要保证风电场内电力网络的无功分布合理。

但现有风电场内自动电压控制系统，往往仅以风电场并网点电压为控制目标，缺乏对风机机端电压的控制，且未考虑风电场内无功分布是否合理。

在本文所述控制方法中，涉及到电压标幺值的概念，何仰赞，温增银在《电力系统分析(上册)》（华中科技大学出版社2002年1月，第三版，pp.35-43）提到，标幺制是相对单位制的一种，在标幺制中各物理量都用标幺值表示。标幺值定义由下式给出。

例如风机机端电压的实际有名值为690V，选定其电压基准值为其额定电压值690V，则按照式（1），可知该风机机端电压的标幺值为690/690=1。

在风电场电压控制过程中会用到无功功率对电压的灵敏度，无功功率对电压的灵敏度是用来表征无功功率和电压间的线性关系。设风电场中任意节点A的无功功率变化量为

任意节点B的电压变化量为

则节点A无功功率对节点B电压的灵敏度的定义可由下式给出：

$S_A^B=\frac{\∂V}{\∂Q}---\left(2\right)$

风电场内所有节点间的无功功率对电压的灵敏度可以组成无功功率对电压的灵敏度矩阵，无功功率对电压的灵敏度矩阵的具体计算方法，可参见孙宏斌，张伯明，相年德在《准稳态灵敏度的分析方法》（中国电机工程学报，1999年4月V19N4，pp.9-13）。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于电压运行状态的风电场电压控制方法，克服现有技术的不足之处，以适应目前风电场电压控制中多个控制目标的控制需求。

本发明提出的基于电压运行状态的风电场电压控制方法，包括以下步骤：

（1）设风电场并入电网的并网点电压的实际值为

电网区域调度中心下发的并网点电压控制目标值为

设电压合格阈值为V_Dead，对风电场并入电网的并网点电压状态进行判断，若

则风电场并网点电压处于正常状态，若

则风电场并网点电压处于追踪状态；

（2）设风电场的各风机机端电压值的标幺值为V_G，风机机端电压值的安全参考值的标幺值为

设η₁、η₂、η₃为三个判断值，且0<η₁<η₂<η₃<0.1，对风电场内各风机的电压状态进行判断，若

则风机机端电压处于正常状态，若

则风机机端电压处于闭锁状态，若

则风机机端电压处于校正状态，若

则风机机端电压处于紧急校正状态；

（3）当风电场内所有风机的机端电压处于闭锁状态或正常状态，且风电场并网点电压为正常状态时，则进行以下控制：

（3-1）实时测量风电场升压站内所有主变压器低压母线处的无功功率，设无功功率由低压母线流向主变压器为低压母线处的无功功率的正方向，所有低压母线处的无功功率中的最大值为

最小值为

若

则判断出现无功功率从一台主变压器低压侧流向另一台主变压器变低压侧，称为跨主变压器无功环流，进行步骤（3-2），若

则不出现跨主变压器无功环流，完成控制；

（3-2）定义与无功功率最大值

和最小值

相对应的两条低压母线之间的跨主变压器无功环流量为Q_cir：

设风电场内p台静态无功补偿装置或静态无功发生器中第k台的当前无功功率为Q_svc,k，无功功率的上限值和下限值分别为

和

则第k台静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率的向上可调裕度为：

无功功率的向下可调裕度为：

（3-3）分别计算风电场内所有静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率的向上可调裕度和向下可调裕度，从与无功功率最大值

相对应的低压母线下，选择无功功率向下可调裕度最大的静态无功补偿装置或静态无功发生器，并记该静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率向下可调裕度值为

从与无功功率最小值

相对应的低压母线下选择无功功率向上可调裕度最大的静态无功补偿装置或静态无功发生器，并记该静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率向上可调裕度值为

设静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率的调节量为

$Q_{\mathrm{svc}}^{\mathrm{step}}=\min (Q_{\mathrm{svc},x}^{\mathrm{DownAvail}}{,Q}_{\mathrm{svc},y}^{\mathrm{UpAvail}},Q_{\mathrm{cir}});$

（3-4）对步骤（3-3）中选择的无功功率向下可调裕度最大的静态无功补偿装置或静态无功发生器下达降低无功功率的控制指令，降低的无功功率值为上述

对步骤（3-3）中选择的无功功率向上可调裕度最大的静态无功补偿装置或静态无功发生器下达增加无功功率的控制指令，增加的无功功率值为上述

（4）当风电场内所有风机的机端电压处于闭锁状态或正常状态，且风电场并网点电压为追踪状态时，进行以下控制：

设风电场内每台风机的无功功率对风电场并网点电压的灵敏度的平均值为

灵敏度放大系数为N₁，N₁的取值为1-16的整数，每台静态无功补偿装置或静态无功发生器对风电场并网点电压的灵敏度的平均值为

灵敏度放大系数为N₂，N₂的取值为1-16的整数，设风电场有n台风机和p台静态无功补偿装置或静态无功发生器，n台风机中的第i台风机的当前无功功率为Q_wtg,i，第i台风机的无功功率上限值和下限值分别为

和

p台静态无功补偿装置或静态无功发生器中的第j台的无功功率为Q_svc,j，第j台静态无功补偿装置或静态无功发生器无功功率的上限值和下限值分别为和

设第i台风机的无功功率控制目标值为

第j台静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率控制目标值为

若

则将因电压偏低处于闭锁状态的风机和正常状态的风机的无功功率当前值调整为无功功率控制目标值

$Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{set}}=Q_{\mathrm{wtg},i}+\frac{V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}}{S_{\mathrm{wtg}}^{\mathrm{poc}}\&times;N_1}\&times;\frac{Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{UpLmt}}-Q_{\mathrm{wtg},i}}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}(Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{UpLmt}}-Q_{\mathrm{wtg},i})}$

并将静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率当前值调整为无功功率控制目标值

$Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{set}}=Q_{\mathrm{svc},j}+\frac{V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}}{S_{\mathrm{svc}}^{\mathrm{poc}}\&times;N_2}\&times;\frac{Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{UpLmt}}-Q_{\mathrm{svc},j}}{\underset{j=1}{\overset{p}{\mathrm{\&Sigma;}}}(Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{UpLmt}}-Q_{\mathrm{svc},j})};$

若

则将因电压偏高处于闭锁状态的风机和正常状态的风机的无功功率当前值调整为无功功率控制目标值

$Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{set}}=Q_{\mathrm{wtg},i}+\frac{V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}}{S_{\mathrm{wtg}}^{\mathrm{poc}}\&times;N_1}\&times;\frac{Q_{\mathrm{wtg},i}-Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{DownLmt}}}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left({Q_{\mathrm{wtg},i}-Q}_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{DownLmt}}\right)}$

并将静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率当前值调整为无功功率控制目标值 $Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{set}}=Q_{\mathrm{svc},j}+\frac{V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}}{S_{\mathrm{svc}}^{\mathrm{poc}}\&times;N_2}\&times;\frac{Q_{\mathrm{svc},j}-Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{DownLmt}}}{\underset{j=1}{\overset{p}{\mathrm{\&Sigma;}}}(Q_{\mathrm{svc},j}-Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{DownLmt}})};$

（5）当风电场所有风机中有一台或多台风机的机端电压判断为校正或紧急校正状态时，进行以下控制：

风电场内有z台风机的机端电压处于校正或紧急校正状态，其中第r台风机的当前无功功率为Q_wtg,r，无功功率的上限值和下限值分别为和

风机机端电压值的标幺值为V_G，r，风机机端电压值的安全参考值的标幺值为

设风电场风机的无功功率对风机机端电压灵敏度的平均值为

灵敏度放大系数为N₃，当风机处于紧急校正状态时，N₃取值为1，当风机处于校正状态时，N₃取值为2-8；

（5-1）设第r台风机的无功功率控制目标值为

分别将机端电压处于校正状态或紧急校正状态的z台风机的无功功率当前值调整为无功功率控制目标值： $Q_{\mathrm{wtg},r}^{\mathrm{set}}=Q_{\mathrm{wtg},r}+\frac{V_G^{\mathrm{Ref}}-V_{G,r}}{S_{\mathrm{wtg}}^{\mathrm{wtg}}\&times;N_3}$ 再进行以下判断；

（5-2）若风电场并网点电压为正常状态，或风电场并网点电压为追踪状态且电压控制方向和风机机端电压的校正控制方向相反，则发出：“风电场并网点电压控制目标值不合理”的报警信号；

（5-3）若风电场并网点电压为追踪状态，且电压控制方向和风机机端电压的校正控制方向相同，进行以下判断：若存在风机处于紧急校正状态，则重复步骤（4），并使步骤（4）中的N₁=N₂=1；若所有风机均处于校正状态、闭锁状态或正常状态，则重复步骤（4）。

本发明提出的基于电压运行状态的风电场电压控制方法，其特点和效果是，本发明方法中定义了两种风电场并网点电压状态和四种风机机端电压状态，从而使风电场自动电压控制系统能根据风电场不同的电压状态，实施最适宜的控制策略以分别实现不同的控制目标。相比于传统的仅以风电场并网点电压为目标的控制方法，具有更好的自适应性与更高的安全性。本发明方法，可集成在风电场现场运行的自动电压控制系统中，使该系统能够实时根据风电场的电压状态，实施最适宜的控制策略，以满足不同的控制需求。

附图说明

图1是本发明方法中电压状态划分示意图。

图2是使用本发明方法的风电场电力网络图。

具体实施方式

本发明提出的基于电压运行状态的风电场电压控制方法，包括以下步骤：

（1）设风电场并入电网的并网点电压的实际值为

电网区域调度中心下发的并网点电压控制目标值为

设电压合格阈值为V_Dead，对风电场并入电网的并网点电压状态进行判断，若则风电场并网点电压处于正常状态，若

则风电场并网点电压处于追踪状态；

（2）设风电场的各风机机端电压值的标幺值为V_G，风机机端电压值的安全参考值的标幺值为

设η₁、η₂、η₃为三个判断值，且0<η₁<η₂<η₃<0.1，对风电场内各风机的电压状态进行判断，若则风机机端电压处于正常状态，若

则风机机端电压处于闭锁状态，若则风机机端电压处于校正状态，若

则风机机端电压处于紧急校正状态。

由前述定义的风电场并网点电压的两个状态和风机电压的四个状态，即可组成电压状态八区图如图1所示，设风电场内所有风机的机端电压中

的最大值为

则由

和

即可判断出风电场当前所处的电压状态，其中电压状态区域1至区域4属于校正控制模式，执行步骤（5），电压状态区域5和区域7属于增强控制模式，执行步骤（3），电压状态区域6和区域8属于追踪控制模式，执行步骤（4）。

（3）当风电场内所有风机的机端电压处于闭锁状态或正常状态，且风电场并网点电压为正常状态时，则进行以下控制：

在本步骤的电压状态下进入增强控制模式，控制目标为消除风电场内跨主变压器无功环流，控制对象为场内的静态无功补偿装置SVC（Static Var Compensator），静态无功发生器SVG（Static Var Generator）。风电场的升压站内有一至多台主变压器，在每台主变压器的低压侧母线上接有一至多台SVC/SVG设备，图2所示，为一个典型的拥有双主变压器的风电场。若风电场只有单台主变压器，则无需执行步骤（3-1）至（3-4），结束本轮控制。

（3-1）实时测量风电场升压站内所有主变压器低压母线处的无功功率，设无功功率由低压母线流向主变压器为低压母线处的无功功率的正方向，所有低压母线处的无功功率中的最大值为

最小值为

若

则判断出现无功功率从一台主变压器低压侧流向另一台主变压器变低压侧，称为跨主变压器无功环流，进行步骤（3-2），若

则不出现跨主变压器无功环流，完成控制；

（3-2）定义与无功功率最大值

和最小值

相对应的两条低压母线之间的跨主变压器无功环流量Q_cir为：设风电场内p台静态无功补偿装置或静态无功发生器中第k台的当前无功功率为Q_svc,k，无功功率的上限值和下限值分别为

和

则第k台静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率的向上可调裕度为：

无功功率的向下可调裕度为：

（3-3）分别计算风电场内所有静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率的向上可调裕度和向下可调裕度，从与无功功率最大值

相对应的低压母线下，选择无功功率向下可调裕度最大的静态无功补偿装置或静态无功发生器，并记该静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率向下可调裕度值为

从与无功功率最小值

相对应的低压母线下选择无功功率向上可调裕度最大的静态无功补偿装置或静态无功发生器，并记该静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率向上可调裕度值为

设静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率的调节量为

$Q_{\mathrm{svc}}^{\mathrm{step}}=\min (Q_{\mathrm{svc},x}^{\mathrm{DownAvail}}{,Q}_{\mathrm{svc},y}^{\mathrm{UpAvail}},Q_{\mathrm{cir}});$

（3-4）对步骤（3-3）中选择的无功功率向下可调裕度最大的静态无功补偿装置或静态无功发生器下达降低无功功率的控制指令，降低的无功功率值为上述

对步骤（3-3）中选择的无功功率向上可调裕度最大的静态无功补偿装置或静态无功发生器下达增加无功功率的控制指令，增加的无功功率值为上述

（4）当风电场内所有风机的机端电压处于闭锁状态或正常状态，且风电场并网点电压为追踪状态时，进行以下控制：

在本步骤的电压状态下进入追踪控制模式，控制目标为将风电场并网点电压控至正常状态，控制对象为场内的风机设备、静态无功补偿装置SVC（Static Var Compensator）和静态无功发生器SVG（Static Var Generator）。

采用以上背景技术中介绍的准稳态灵敏度计算方法，根据风电场内网络模型和现场电气量测数据，可以计算得到风电场内所有节点间的无功功率对电压的灵敏度矩阵，然后从该灵敏度矩阵中获取风电场内每台风机的无功功率对风电场并网点电压的灵敏度，计算这些灵敏度的平均值，记为

依照类似方法计算每台静态无功补偿装置或静态无功发生器对风电场并网点电压的灵敏度的平均值，记为设

对应的灵敏度放大系数为N₁，N₁的取值为1-16的整数，设

对应的灵敏度放大系数为N₂，N₂的取值为1-16的整数，设风电场有n台风机和p台静态无功补偿装置或静态无功发生器，n台风机中的第i台风机的当前无功功率为Q_wtg,i，第i台风机的无功功率上限值和下限值分别为

和

p台静态无功补偿装置或静态无功发生器中的第j台的无功功率为Q_svc,j，第j台静态无功补偿装置或静态无功发生器无功功率的上限值和下限值分别为和

设第i台风机的无功功率控制目标值为

第j台静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率控制目标值为

若

则将因电压偏低处于闭锁状态的风机和正常状态的风机的无功功率当前值调整为无功功率控制目标值 $Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{set}}=Q_{\mathrm{wtg},i}+\frac{V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}}{S_{\mathrm{wtg}}^{\mathrm{poc}}\&times;N_1}\&times;\frac{Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{UpLmt}}-Q_{\mathrm{wtg},i}}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}(Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{UpLmt}}-Q_{\mathrm{wtg},i})}$

并将静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率当前值调整为无功功率控制目标值

$Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{set}}=Q_{\mathrm{svc},j}+\frac{V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}}{S_{\mathrm{svc}}^{\mathrm{poc}}\&times;N_2}\&times;\frac{Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{UpLmt}}-Q_{\mathrm{svc},j}}{\underset{j=1}{\overset{p}{\mathrm{\&Sigma;}}}(Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{UpLmt}}-Q_{\mathrm{svc},j})};$

若

则将因电压偏高处于闭锁状态的风机和正常状态的风机的无功功率当前值调整为无功功率控制目标值

$Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{set}}=Q_{\mathrm{wtg},i}+\frac{V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}}{S_{\mathrm{wtg}}^{\mathrm{poc}}\&times;N_1}\&times;\frac{Q_{\mathrm{wtg},i}-Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{DownLmt}}}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left({Q_{\mathrm{wtg},i}-Q}_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{DownLmt}}\right)}$

并将静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率当前值调整为无功功率控制目标值 $Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{set}}=Q_{\mathrm{svc},j}+\frac{V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}}{S_{\mathrm{svc}}^{\mathrm{poc}}\&times;N_2}\&times;\frac{Q_{\mathrm{svc},j}-Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{DownLmt}}}{\underset{j=1}{\overset{p}{\mathrm{\&Sigma;}}}(Q_{\mathrm{svc},j}-Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{DownLmt}})}.$

（5）当风电场所有风机中有一台或多台风机的机端电压判断为校正或紧急校正状态时，进行以下控制：

在本步骤的电压状态下进入校正控制模式，控制目标为将风机机端电压控至正常状态，控制对象为场内的风机设备，静态无功补偿装置SVC（Static Var Compensator），静态无功发生器SVG（Static Var Generator）。

设风电场内有z台风机的机端电压处于校正或紧急校正状态，其中第r台风机的当前无功功率为Q_wtg,r，无功功率的上限值和下限值分别为

和

风机机端电压值的标幺值为V_G，r，风机机端电压值的安全参考值的标幺值为

同样，采用以上背景技术中介绍的准稳态灵敏度计算方法，根据风电场内网络模型和现场电气量测数据，计算得到风电场内所有节点间的无功功率对电压的灵敏度矩阵，然后从该灵敏度矩阵中获取风电场内每台风机的无功功率对各自机端电压的灵敏度，计算这些灵敏度的平均值，记为

设

对应的灵敏度放大系数为N₃，当风机处于紧急校正状态时，N₃取值为1，当风机处于校正状态时，N₃取值为2-8；

（5-1）设第r台风机的无功功率控制目标值为

分别将机端电压处于校正状态或紧急校正状态的z台风机的无功功率当前值调整为无功功率控制目标值： $Q_{\mathrm{wtg},r}^{\mathrm{set}}=Q_{\mathrm{wtg},r}+\frac{V_G^{\mathrm{Ref}}-V_{G,r}}{S_{\mathrm{wtg}}^{\mathrm{wtg}}\&times;N_3}$ 再进行以下判断；

（5-2）若风电场并网点电压为正常状态，或风电场并网点电压为追踪状态且电压控制方向和风机机端电压的校正控制方向相反，则发出：“风电场并网点电压控制目标设定不合理”的报警信号；

（5-3）若风电场并网点电压为追踪状态，且电压控制方向和风机机端电压的校正控制方向相同，进行以下判断：若存在风机处于紧急校正状态，则重复步骤（4），并使步骤（4）中的N₁=N₂=1；若所有风机均处于校正状态、闭锁状态或正常状态，则重复步骤（4）。

Claims (1)

1.一种基于电压运行状态的风电场电压控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

（1）设风电场并入电网的并网点电压的实际值为电网区域调度中心下发的并网点电压控制目标值为

设电压合格阈值为V_Dead，对风电场并入电网的并网点电压状态进行判断，若

则风电场并网点电压处于正常状态，若

则风电场并网点电压处于追踪状态；

（2）设风电场的各风机机端电压值的标幺值为VG，风机机端电压值的安全参考值的标幺值为

设η₁、η₂、η₃为三个判断值，且0＜η₁＜η₂＜η₃＜0.1，对风电场内各风机的电压状态进行判断，若

则风机机端电压处于正常状态，若

则风机机端电压处于闭锁状态，若

则风机机端电压处于校正状态，若

则风机机端电压处于紧急校正状态；

（3）当风电场内所有风机的机端电压处于闭锁状态或正常状态，且风电场并网点电压为正常状态时，则进行以下控制：

（3-1）实时测量风电场升压站内所有主变压器低压母线处的无功功率，设无功功率由低压母线流向主变压器为低压母线处的无功功率的正方向，所有低压母线处的无功功率中的最大值为

最小值为

若

则判断出现无功功率从一台主变压器低压侧流向另一台主变压器低压侧，称为跨主变压器无功环流，进行步骤（3-2），若

则不出现跨主变压器无功环流，完成控制；

（3-2）定义与无功功率最大值和最小值

相对应的两条低压母线之间的跨主变压器无功环流量为Q_cir：

设风电场内p台静态无功补偿装置或静态无功发生器中第k台的当前无功功率为Q_svc,k，无功功率的上限值和下限值分别为和

则第k台静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率的向上可调裕度为： $Q_{\mathrm{svc},k}^{\mathrm{UpAvail}}=Q_{\mathrm{svc},k}^{\mathrm{UpLmt}}-Q_{\mathrm{svc},k},$ 无功功率的向下可调裕度为： $Q_{\mathrm{svc},k}^{\mathrm{DownAvail}}=Q_{\mathrm{svc},k}-Q_{\mathrm{svc},k}^{\mathrm{DownLmt}};$

（3-3）分别计算风电场内所有静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率的向上可调裕度和向下可调裕度，从与无功功率最大值

相对应的低压母线下，选择无功功率向下可调裕度最大的静态无功补偿装置或静态无功发生器，并记该静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率向下可调裕度值为

从与无功功率最小值

相对应的低压母线下选择无功功率向上可调裕度最大的静态无功补偿装置或静态无功发生器，并记该静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率向上可调裕度值为设静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率的调节量为

$Q_{\mathrm{svc}}^{\mathrm{step}}=\min (Q_{\mathrm{svc},x}^{\mathrm{DownAvail}},Q_{\mathrm{svc},y}^{\mathrm{UpAvail}},Q_{\mathrm{cir}});$

（3-4）对步骤（3-3）中选择的无功功率向下可调裕度最大的静态无功补偿装置或静态无功发生器下达降低无功功率的控制指令，降低的无功功率值为上述

对步骤（3-3）中选择的无功功率向上可调裕度最大的静态无功补偿装置或静态无功发生器下达增加无功功率的控制指令，增加的无功功率值为上述

（4）当风电场内所有风机的机端电压处于闭锁状态或正常状态，且风电场并网点电压为追踪状态时，进行以下控制：

设风电场内每台风机的无功功率对风电场并网点电压的灵敏度的平均值为

灵敏度放大系数为N₁，N₁的取值为1-16的整数，每台静态无功补偿装置或静态无功发生器对风电场并网点电压的灵敏度的平均值为

灵敏度放大系数为N₂，N₂的取值为1-16的整数，设风电场有n台风机和p台静态无功补偿装置或静态无功发生器，n台风机中的第i台风机的当前无功功率为Q_wtg,i，第i台风机的无功功率上限值和下限值分别为

和

p台静态无功补偿装置或静态无功发生器中的第j台的无功功率为Q_svc,j，第j台静态无功补偿装置或静态无功发生器无功功率的上限值和下限值分别为

和

设第i台风机的无功功率控制目标值为

第j台静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率控制目标值为

若

则将因电压偏低处于闭锁状态的风机和正常状态的风机的无功功率当前值调整为无功功率控制目标值

$Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{set}}=Q_{\mathrm{wtg},i}+\frac{V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}}{S_{\mathrm{wtg}}^{\mathrm{poc}}\&times;N_1}\&times;\frac{Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{UpLmt}}-Q_{\mathrm{wtg},i}}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}(Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{UpLmt}}-Q_{\mathrm{wtg},i})}$

并将静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率当前值调整为无功功率控制目标值

$Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{set}}=Q_{\mathrm{svc},j}+\frac{V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}}{S_{\mathrm{svc}}^{\mathrm{poc}}\&times;N_2}\&times;\frac{Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{UpLmt}}-Q_{\mathrm{svc},j}}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}(Q_{\mathrm{sc},j}^{\mathrm{UpLmt}}-Q_{\mathrm{svc},j})};$

若

则将因电压偏高处于闭锁状态的风机和正常状态的风机的无功功率当前值调整为无功功率控制目标值

$Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{set}}=Q_{\mathrm{wtg},i}+\frac{V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}}{S_{\mathrm{wtg}}^{\mathrm{poc}}\&times;N_1}\&times;\frac{Q_{\mathrm{wtg},i}-Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{DownLmt}}}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}(Q_{\mathrm{wtg},i}-Q_{\mathrm{wtg},i}^{\mathrm{DownLmt}})}$

并将静态无功补偿装置或静态无功发生器的无功功率当前值调整为无功功率控制目标值 $Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{set}}=Q_{\mathrm{svc},j}+\frac{V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}}{S_{\mathrm{svc}}^{\mathrm{poc}}\&times;N_2}\&times;\frac{Q_{\mathrm{svc},j}-Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{DownLmt}}}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}(Q_{\mathrm{svc},j}-Q_{\mathrm{svc},j}^{\mathrm{DownLmt}})};$

（5）当风电场所有风机中有一台或多台风机的机端电压判断为校正或紧急校正状态时，进行以下控制：

设风电场内有z台风机的机端电压处于校正或紧急校正状态，其中第r台风机的当前无功功率为Q_wtg,r，无功功率的上限值和下限值分别为

和

风机机端电压值的标幺值为V_G，r，风机机端电压值的安全参考值的标幺值为

设风电场风机的无功功率对风机机端电压灵敏度的平均值为

灵敏度放大系数为N₃，当风机处于紧急校正状态时，N₃取值为1，当风机处于校正状态时，N₃取值为2-8；

（5-1）设第r台风机的无功功率控制目标值为

分别将机端电压处于校正状态或紧急校正状态的z台风机的无功功率当前值调整为无功功率控制目标值：

再进行以下判断；

（5-2）若风电场并网点电压为正常状态，或风电场并网点电压为追踪状态且电压控制方向和风机机端电压的校正控制方向相反，则发出：“风电场并网点电压控制目标设定不合理”的报警信号；

（5-3）若风电场并网点电压为追踪状态，且电压控制方向和风机机端电压的校正控制方向相同，进行以下判断：若存在风机处于紧急校正状态，则重复步骤（4），并使步骤（4）中的N₁＝N₂＝1；若所有风机均处于校正状态、闭锁状态或正常状态，则重复步骤（4）。

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