CN105471000A - 一种具有两段低压母线的风电场无功分配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有两段低压母线的风电场无功分配方法,根据风电场内各风机和无功补偿装置实时数据和运行状态信息以及升压站实时电气量信息对风电场内两段低压母线下所有风机和无功补偿装置的当前无功之和、可增无功之和、可减无功之和进行计算，根据高压侧目标电压值计算全场的无功需求量，然后结合电压无功灵敏度和全场的无功需求量进一步计算两段低压母线各自的无功需求，然后根据无功需求与可增无功之和、可减无功之和的比较结果，判断实际可提供的无功增减量，最终确定两段低压母线的无功调节目标，并根据该目标对风电场内各风机和无功补偿装置进行调节。

Description

一种具有两段低压母线的风电场无功分配方法
技术领域
本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种具有两段低压母线的风电场无功分配方法。
背景技术
社会可持续发展战略要求不断加大可再生清洁能源发电的利用，风力发电作为技术最为成熟的可再生能源发电方式之一，近年来得到了大力发展。尤其是在一些风资源丰富的地区,风电机组装机容量占电网总装机容量的比例越来越大,给电力系统带来了很多新的问题，其中无功电压问题就是最突出和最受关注的问题之一。
风电场电压自动控制(AVC)通过控制风电场内风机和动态无功补偿装置，可以使风电场的并网点电压稳定在调度给定的电压范围内。但现有主流的风电场电压自动控制AVC系统仅关注电压并网点(一般是高压侧220kV或110kV)的电压，在场内有两段35kV母线时，这两段35kV母线的电压可能相差较大。风电场内风电机组受35kV母线影响较大，当风电场并网点电压在国标允许的范围内波动时，部分风电机组机端电压已经超出风电机组正常运行电压范围，导致机组频繁保护脱网。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具有两段低压母线的风电场无功分配方法。
本发明提出的一种具有两段低压母线的风电场无功分配方法，包括以下步骤：
S1、获取风电场内各风机和无功补偿装置实时数据和运行状态信息，获取升压站实时电气量信息
S2、计算当前状态第一段低压母线下所有风机和无功补偿装置的第一无功之和Q1实时、第一可增无功之和Q1可增、第一可减无功之和Q1可减；并计算当前状态第二段低压母线下所有风机和无功补偿装置的第二无功之和Q2实时、第二可增无功之和Q2可增、第二可减无功之和Q2可减；
S3、计算全场的可增无功Q可增和全场的可减无功Q可减，其中Q可增＝Q1可增+Q2可增，Q可减＝Q1可减+Q2可减；
S4、第一段低压母线的第一电压无功灵敏度XL1,第二段低压母线的第二电压无功灵敏度XL2；
S5、根据高压侧目标电压值计算全场的无功需求量Q需；
S6、将无功需求量Q需分别与可增无功Q可增和可减无功Q可减比较，并根据比较结果计算全场的无功增量Q增量；
S7、分别将无功增量Q增量、第一电压无功灵敏度XL1、第二电压无功灵敏度XL2代入预设计算模型，计算第一段低压母线的第一无功需求量Q1需、第二段低压母线的第二无功需求量Q2需；
S8、将第一段低压母线无功需求量Q1需分别与第一可增无功之和Q1可增、第一可减无功之和Q1可减比较，并将第二段低压母线无功需求量Q2需分别与第二可增无功之和Q2可增、第二可减无功之和Q2可减比较，并根据比较结果计算第一段低压母线的第一无功增量Q1增量和第二段低压母线的第二无功增量Q2增量；
S9、分别计算第一段低压母线的第一无功目标值Q1目标和第二段低压母线的第二无功目标值Q2目标，其中，Q1目标＝Q1实时+Q1增量，Q2目标＝Q2实时+Q2增量；
S10、将第一无功目标值Q1目标分配到第一段低压母线下的风机和无功补偿装置，并将第二无功目标值Q2目标分配到第二段低压母线下的风机和无功补偿装置。
优选地，步骤S7中，预设计算模型为：Q1需+Q2需＝Q需，且
优选地，步骤S6中，如果Q需在全场的可增可减无功范围内，则Q增量＝Q需；如果Q需＞Q1可增+Q2可增，则Q需＝Q1可增+Q2可增；如果Q需＜Q1可减+Q2可减，则Q需＝Q1可减+Q2可减。
优选地，步骤S8具体为：
当Q1可减＜Q1需＜Q1可增，且，Q2可减＜Q2需＜Q2可增，则Q1增量＝Q1需，Q2增量＝Q2需；
当Q1需＜Q1可减，则Q1增量＝Q1可减，Q2增量＝Q增量-Q1增量；
当Q1需＞Q1可增，则Q1增量＝Q1可增，Q2增量＝Q增量-Q1增量；
当Q2需＜Q2可减，则Q2增量＝Q2可减，Q1增量＝Q增量-Q2增量；
当Q2需＞Q2可增，则Q2增量＝Q2可增，Q1增量＝Q增量-Q2增量。
优选地，第一段低压母线为35KV母线。
优选地，第二段低压母线为35KV母线。
本发明根据风电场内各风机和无功补偿装置实时数据和运行状态信息以及升压站实时电气量信息对风电场内两段低压母线下所有风机和无功补偿装置的当前无功之和、可增无功之和、可减无功之和进行计算，根据高压侧目标电压值计算全场的无功需求量，然后结合电压无功灵敏度和全场的无功需求量进一步计算两段低压母线各自的无功需求，然后根据无功需求与可增无功之和、可减无功之和的比较结果，判断实际可提供的无功增减量，最终确定两段低压母线的无功调节目标，并根据该目标对风电场内各风机和无功补偿装置进行调节。
本发明，根据第一段低压母线无功需求量Q1需与第一可增无功之和Q1可增、第一可减无功之和Q1可减比较结果，第二段低压母线无功需求量Q2需与第二可增无功之和Q2可增、第二可减无功之和Q2可减比较结果的不同，分别计算第一段低压母线的第一无功增量Q1增量和第二段低压母线的第二无功增量Q2增量，实现了对不同状态下第一段低压母线和第二段低压母线的调节，实现了更好的灵活性。
本发明对于具有两段低压侧母线的风电场，设计了一种风电场内无功分配方式，在场内无功源可发能力范围内，使高压侧母线达到调度给定目标的同时，尽量使得两段35kV母线电压基本相等。
附图说明
图1为本发明提出的一种具有两段低压母线的风电场无功分配方法流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种具有两段低压母线的风电场无功分配方法，包括以下步骤。
S1、获取风电场内各风机和无功补偿装置实时数据和运行状态信息，获取升压站实时电气量信息。
S2、根据各风机和无功补偿装置的运行状态信息以及升压站实时电气量信息，计算当前状态第一段低压母线下所有风机和无功补偿装置的第一无功之和Q1实时、第一可增无功之和Q1可增、第一可减无功之和Q1可减；并计算当前状态第二段低压母线下所有风机和无功补偿装置的第二无功之和Q2实时、第二可增无功之和Q2可增、第二可减无功之和Q2可减。本实施方式中，可增无功为最高无功减去当前无功获得的差值，即可增无功为正值；可减无功为最低无功减去当前无功获得的差值，即可减无功为负值。故而，第一无功之和Q1实时、第一可增无功之和Q1可增、第二无功之和Q2实时、第二可增无功之和Q2可增均为正值，第一可减无功之和Q1可减、第二可减无功之和Q2可减均为负值。
本实施方式针对的是风电场中35KV低压母线，故而第一段低压母线和第二段低压母线均为35KV母线。具体实施时，也可针对数值的低压母线。
S3、计算全场的可增无功Q可增和全场的可减无功Q可减，其中Q可增＝Q1可增+Q2可增，Q可减＝Q1可减+Q2可减。
S4、第一段低压母线的第一电压无功灵敏度XL1,第二段低压母线的第二电压无功灵敏度XL2。本步骤中，还可计算高压侧母线电压无功灵敏度XH，以便更好的判断全场电压无功运行状态。
S5、根据高压侧目标电压值计算全场的无功需求量Q需。
S6、将无功需求量Q需分别与可增无功Q可增和可减无功Q可减比较，并根据比较结果计算全场的无功增量Q增量。具体地，如果Q需在全场的可增可减无功范围内，即Q可减＜Q需＜Q可增则Q增量＝Q需；如果Q需＞Q1可增+Q2可增，则Q需＝Q1可增+Q2可增；如果Q需＜Q1可减+Q2可减，则Q需＝Q1可减+Q2可减。
S7、分别将无功增量Q增量、第一电压无功灵敏度XL1、第二电压无功灵敏度XL2代入预设计算模型，计算第一段低压母线的第一无功需求量Q1需、第二段低压母线的第二无功需求量Q2需。
预设计算模型为：Q1需+Q2需＝Q需，且，
可见，以上预设计算模型中，Q需为在步骤S5中获得的常数，U1低、U2低分别为第一段低压母线当前电压值、第二段低压母线当前电压值，均可在步骤S1中直接检测获得，XL1、XL2在步骤S4中获得；故而，通过联解预设计算模型中的两个等式，可获得Q1需、Q2需的具体数值。
S8、将第一段低压母线无功需求量Q1需分别与第一可增无功之和Q1可增、第一可减无功之和Q1可减比较，并将第二段低压母线无功需求量Q2需分别与第二可增无功之和Q2可增、第二可减无功之和Q2可减比较，并根据比较结果计算第一段低压母线的第一无功增量Q1增量和第二段低压母线的第二无功增量Q2增量；
本步骤中，当Q1可减＜Q1需＜Q1可增，且，Q2可减＜Q2需＜Q2可增，则Q1增量＝Q1需，Q2增量＝Q2需；
当Q1需＜Q1可减，则Q1增量＝Q1可减，Q2增量＝Q增量-Q1增量；
当Q1需＞Q1可增，则Q1增量＝Q1可增，Q2增量＝Q增量-Q1增量；
当Q2需＜Q2可减，则Q2增量＝Q2可减，Q1增量＝Q增量-Q2增量；
当Q2需＞Q2可增，则Q2增量＝Q2可增，Q1增量＝Q增量-Q2增量。
本步骤中，根据第一段低压母线无功需求量Q1需与第一可增无功之和Q1可增、第一可减无功之和Q1可减比较结果，第二段低压母线无功需求量Q2需与第二可增无功之和Q2可增、第二可减无功之和Q2可减比较结果的不同，分别计算第一段低压母线的第一无功增量Q1增量和第二段低压母线的第二无功增量Q2增量，实现了对不同状态下第一段低压母线和第二段低压母线的调节，实现了更好的灵活性。
S9、分别计算第一段低压母线的第一无功目标值Q1目标和第二段低压母线的第二无功目标值Q2目标，其中，Q1目标＝Q1实时+Q1增量，Q2目标＝Q2实时+Q2增量。
S10、将第一无功目标值Q1目标分配到第一段低压母线下的风机和无功补偿装置，并将第二无功目标值Q2目标分配到第二段低压母线下的风机和无功补偿装置，以调节风电场低压母线无功。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有两段低压母线的风电场无功分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取风电场内各风机和无功补偿装置实时数据和运行状态信息，获取升压站实时电气量信息；
S2、计算当前状态第一段低压母线下所有风机和无功补偿装置的第一无功之和Q1实时、第一可增无功之和Q1可增、第一可减无功之和Q1可减；并计算当前状态第二段低压母线下所有风机和无功补偿装置的第二无功之和Q2实时、第二可增无功之和Q2可增、第二可减无功之和Q2可减；
S3、计算全场的可增无功Q可增和全场的可减无功Q可减，其中Q可增＝Q1可增+Q2可增，Q可减＝Q1可减+Q2可减；
S4、第一段低压母线的第一电压无功灵敏度XL1,第二段低压母线的第二电压无功灵敏度XL2；
S5、根据高压侧目标电压值计算全场的无功需求量Q需；
S6、将无功需求量Q需分别与可增无功Q可增和可减无功Q可减比较，并根据比较结果计算全场的无功增量Q增量；
S7、分别将无功增量Q增量、第一电压无功灵敏度XL1、第二电压无功灵敏度XL2代入预设计算模型，计算第一段低压母线的第一无功需求量Q1需、第二段低压母线的第二无功需求量Q2需；
S8、将第一段低压母线无功需求量Q1需分别与第一可增无功之和Q1可增、第一可减无功之和Q1可减比较，并将第二段低压母线无功需求量Q2需分别与第二可增无功之和Q2可增、第二可减无功之和Q2可减比较，并根据比较结果计算第一段低压母线的第一无功增量Q1增量和第二段低压母线的第二无功增量Q2增量；
S9、分别计算第一段低压母线的第一无功目标值Q1目标和第二段低压母线的第二无功目标值Q2目标，其中，Q1目标＝Q1实时+Q1增量，Q2目标＝Q2实时+Q2增量；
S10、将第一无功目标值Q1目标分配到第一段低压母线下的风机和无功补偿装置，并将第二无功目标值Q2目标分配到第二段低压母线下的风机和无功补偿装置。
2.如权利要求1所述的具有两段低压母线的风电场无功分配方法，其特征在于，步骤S7中，预设计算模型为：Q1需+Q2需＝Q需，且
3.如权利要求1所述的具有两段低压母线的风电场无功分配方法，其特征在于，步骤S6中，如果Q需在全场的可增可减无功范围内，则Q增量＝Q需；如果Q需＞Q1可增+Q2可增，则Q需＝Q1可增+Q2可增；如果Q需＜Q1可减+Q2可减，则Q需＝Q1可减+Q2可减。
4.如权利要求1所述的具有两段低压母线的风电场无功分配方法，其特征在于，步骤S8具体为:
当Q1可减＜Q1需＜Q1可增，且，Q2可减＜Q2需＜Q2可增，则Q1增量＝Q1需，Q2增量＝Q2需；
当Q1需＜Q1可减，则Q1增量＝Q1可减，Q2增量＝Q增量-Q1增量；
当Q1需＞Q1可增，则Q1增量＝Q1可增，Q2增量＝Q增量-Q1增量；
当Q2需＜Q2可减，则Q2增量＝Q2可减，Q1增量＝Q增量-Q2增量；
当Q2需＞Q2可增，则Q2增量＝Q2可增，Q1增量＝Q增量-Q2增量。
5.如权利要求1至4任一项所述的具有两段低压母线的风电场无功分配方法，其特征在于，第一段低压母线为35KV母线。
6.如权利要求5所述的具有两段低压母线的风电场无功分配方法，其特征在于，第二段低压母线为35KV母线。
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