CN106329562A - 风电场参与电网黑启动的方法及控制装置 - Google Patents

风电场参与电网黑启动的方法及控制装置 Download PDF

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CN106329562A CN201510338360.7A CN201510338360A CN106329562A CN 106329562 A CN106329562 A CN 106329562A CN 201510338360 A CN201510338360 A CN 201510338360A CN 106329562 A CN106329562 A CN 106329562A
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Abstract

本发明公开了一种风电场参与电网黑启动的方法及控制装置,本发明首先启动风电场,之后利用风电场供电实现电网黑启动。其中风电场启动的过程为:预测每个风机的有功功率,并根据火电机组容量计算风电场所需发出的总有功功率;为风电场提供启动风机所需的电压和频率;根据每个风机的所述有功功率、每个风机的机组状态以及所述总有功功率确定需要启动的风机,并启动风机。本发明为电网黑启动提供了一种新的电源形式,同时可以充分利用风电场的分布广泛、启动速度快、控制灵活等优势提高电网黑启动的启动效率。

Description

风电场参与电网黑启动的方法及控制装置
技术领域
本发明属于电网黑启动领域,更具体涉及一种风电场参与电网黑启动的方法及控制装置。
背景技术
电网发生停电故障后,如何快速准确地恢复非故障停电区域的供电,对于满足用户的供电需求,减少停电损失具有重要意义。通常电网采用电网黑启动预案作为电网故障处理的紧急预案,以尽可能减少停电给广大用户带来的损失。
在电网黑启动过程中,黑启动电源的选择是黑启动方案快速、可靠实施的关键环节之一。很多情况下电网黑启动电源需要采用外电网的电源,从而使电网黑启动路径过长,并依赖于外电网的运行状况。随着新能源发电技术的发展,越来越多的大容量风力发电场(简称风电场)从不同的地理位置接入电网,风电厂成为电网黑启动的一种新的电源形式。那么如何利用风电厂为电网黑启动供电成为急需解决的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何利用风电场为电网黑启动提供电源。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种风电场参与电网黑启动的方法,所述方法包括以下步骤:
预测每个风机的有功功率,并根据火电机组容量计算风电场所需发出的总有功功率;
为风电场提供启动风机所需的电压和频率;
根据每个风机的所述有功功率、每个风机的机组状态以及所述总有功功率确定需要启动的风机,并启动风机;
风电场作为黑启动电源,为电网黑启动路径上的各级母线以及变压器充电,启动电厂辅助设备,之后启动火电机组完成电网黑启动。
优选地,所述总有功功率按照下面公式计算:
PPG_Total=PG*a*b
式中,PPG_Total为所述总有功功率,PG为所述火电机组容量,a为火电机组启动所需的有功功率占所述火电机组容量的百分数,b为所述总有功功率裕度。
优选地,所述为风电场提供启动风机所需的电压和频率包括以下步骤:
采集风电场的母线电压;
计算风电场的母线电压的频率与给定频率的频率差,根据所述频率差与有功功率对应的曲线,确定有功功率控制信号;
计算风电场的母线电压的大小与第一给定电压的电压差,根据所述电压差与有功功率对应的曲线,确定无功功率控制信号;
将所述有功功率控制信号和无功功率控制信号输入到变流器,由所述变流器对储能电源进行控制,输出启动风机所需的电压和频率。
优选地,所述根据每个风机的所述有功功率、每个风机的机组状态以及所述总有功功率确定需要启动的风机之后,启动风机之前还包括无功功率分配的步骤:
采集风电场的母线电压;
计算风电场的母线电压的平方与第二给定电压的平方的差,并利用所述风电场的母线电压的平方与第二给定电压的平方的差,根据无功功率与电压平方的差成正比的关系,计算得到风电场所需发出的总无功功率;
对于每一个需要启动的风机,根据其有功功率和视在功率,确定其无功功率。
优选地,所述确定其无功功率之后还包括无功功率校验的步骤:
计算所有需要启动的风机的无功功率的和,并与所述总无功功率进行比较,若所述所有需要启动的风机的无功功率的和大于或等于所述总无功功率则校验通过,启动风机;否则对于每一个需要启动的风机,重新根据其有功功率和视在功率,确定其无功功率。
优选地,所述总无功功率确定之后,所述确定其无功功率之前,还包括以下步骤:
若所述总无功功率大于给定总无功功率上限,则所述总无功功率的值取所述给定总无功功率上限;
若所述总无功功率小于给定总无功功率下限,则所述总无功功率的值取所述给定总无功功率下限。
优选地,所述确定其无功功率还包括以下步骤:
对于每一个需要启动的风机,若其无功功率大于给定无功功率上限,则其无功功率的值取所述给定无功功率上限;
若其无功功率小于给定无功功率下限,则其无功功率的值取所述给定无功功率下限。
优选地,所述各级母线的充电过程中对母线中继电保护器的继电保护参数进行设定。
优选地,所述电厂辅助设备的启动过程中,按照负荷容量从大到小的顺序依次启动所述电厂辅助设备,并投入无功补偿设备。
一种风电场参与电网黑启动的控制装置,所述装置包括处理控制模块、储能供电模块以及启动控制模块;
所述处理控制模块,预测每个风机的有功功率,并根据火电机组容量计算风电场所需发出的总有功功率;根据每个风机的所述有功功率、每个风机的机组状态以及所述总有功功率确定需要启动的风机;
所述储能供电模块,为风电场提供启动风机所需的电压和频率;
所述启动控制模块,在所述储能供电模块提供启动风机所需的电压和频率后启动由所述处理控制模块确定的需要启动的风机,并在风机启动之后,控制各级母线以及变压器进行充电,启动电厂辅助设备以及火电机组。
优选地,所述储能供电模块包括锁相环、第一下垂增益模块、第二下垂增益模块、第一比较器、第二比较器、储能电源以及变流器;
所述锁相环根据所述风电场的母线电压得到所述风电场的母线电压的频率并传递给所述第一比较器;所述第一比较器计算所述风电场的母线电压的频率与给定频率的频率差并传递给所述第一下垂增益模块;所述第一下垂增益模块根据所述频率差与有功功率对应的曲线,确定有功功率控制信号,并处递给所述变流器;
所述第二比较器计算所述风电场的母线电压的大小与第一给定电压的电压差并传递给所述第二下垂增益模块;所述第二下垂增益模块根据所述电压差与有功功率对应的曲线,确定无功功率控制信号,并处递给所述变流器;
所述变流器根据所述有功功率控制信号和无功功率控制信号对储能电源进行控制,输出启动风机所需的电压和频率。
优选地,还包括无功功率分配模块,其包括接收处理模块、第三比较器、优化控制模块、PI调节模块以及功率分配模块;
所述接收处理模块接收所述风电场的母线电压,计算所述风电场的母线电压的平方以及第二给定电压的平方并传递给所述第三比较器;
所述比较器计算所述风电场的母线电压的平方与所述第二给定电压的平方的差,并传递给所述优化控制模块;所述优化控制模块利用所述比较器传递的所述风电场的母线电压的平方与所述第二给定电压的平方的差,根据无功功率与电压平方的差成正比的关系确定风电场所需发出的总无功功率,并将所述风电场所需发出的总无功功率传递给所述PI调节模块,所述PI调节模块对所述总无功功率进行无静差调节之后传递给所述功率分配模块;所述功率分配模块针对每一个需要启动的风机,根据其有功功率和视在功率,确定其无功功率。
(三)有益效果
本发明提供了一种风电场参与电网黑启动的方法及控制装置,本发明首先启动风电场,之后利用风电场供电实现电网黑启动,为电网黑启动提供了一种新的电源形式,同时可以充分利用风电场的分布广泛、启动速度快、控制灵活等优势提高电网黑启动的启动效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一个较佳实施例的风电场参与电网黑启动的方法流程图;
图2为本发明的另一个较佳实施例的风电场参与电网黑启动的方法流程图;
图3为本发明中无功功率分配模块的结构示意图;
图4a、4b为本发明中储能供电模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。
图1为本发明的一个较佳实施例的风电场参与电网黑启动的方法流程图,所述方法包括以下步骤:
S1、预测每个风机的有功功率,并根据火电机组容量计算风电场所需发出的总有功功率;
本步骤中风机的有功功率的预测是根据目前的风速以及风机的型号等因素得到;
本步骤中,总有功功率按照下面公式计算:
PPG_Total=PG*a*b
式中,PPG_Total为所述总有功功率,PG为所述火电机组容量,a为火电机组启动所需的有功功率占所述火电机组容量的百分数(即考虑电厂厂用电自启动及分布式电源功率控制需要的容量百分数),优选地但不限于a等于10%,b为所述总有功功率裕度,取值范围为130%-200%,若b等于130%则表示有30%的裕度;
S2、为风电场提供启动风机所需的电压和频率;此步骤中由储能供电模块提供电压和频率;储能供电模块启动其变流器,根据给定电压的幅值(第一给定电压)和给定频率输出启动风机所需电压和频率;
S3、根据每个风机的所述有功功率、每个风机的机组状态(可用、不可用等)以及所述总有功功率确定需要启动的风机,并启动风机;此步骤中根据实际情况可以启动具有不同有功功率的风机,并确定启动风机的数量。
S4、风电场作为黑启动电源,为电网黑启动路径上的各级母线以及变压器充电,启动电厂辅助设备,之后启动火电机组完成电网黑启动。
进一步地,步骤S2中,为风电场提供启动风机所需的电压和频率包括以下步骤:
S21、采集风电场的母线电压;
S22、计算所述母线电压的频率与给定频率的差,利用第一下垂增益模块对所述母线电压的频率与给定频率的差进行处理,得到有功功率控制信号(即根据所述频率差与有功功率对应的曲线,确定有功功率控制信号);此步骤中,利用锁相环得到风电场母线电压的频率;
S23、计算所述母线电压的大小与第一给定电压的差,利用第二下垂增益模块对所述母线电压的大小与给定电压的差进行处理得,到无功功率控制信号(即根据所述电压差与有功功率对应的曲线,确定无功功率控制信号);
S24、将所述有功功率控制信号和无功功率控制信号输入到变流器,由所述变流器对储能电源进行控制,输出启动风机所需的电压和频率。
上述为风电场提供启动风机所需的电压和频率的是储能供电设备,其以风电场正常工作情况下,母线电压为基准量进行反馈,利用变流器和储能电源建立风电场内母线电压,为风电场启动风力发电机组提供电压和频率。
进一步地,上述步骤S3中根据每个风机的所述有功功率、每个风机的机组状态以及所述总有功功率确定需要启动的风机之后,启动风机之前还包括无功功率分配的步骤:
S31、采集风电场的母线电压;
S32、计算风电场的母线电压的平方与第二给定电压的平方的差,并利用所述风电场的母线电压的平方与第二给定电压的平方的差,根据无功功率与电压平方的差成正比的关系,计算得到风电场所需发出的总无功功率;
若所述总无功功率大于给定总无功功率上限,则所述总无功功率的值取所述给定总无功功率上限;
若所述总无功功率小于给定总无功功率下限,则所述总无功功率的值取所述给定总无功功率下限;
S33、对于每一个需要启动的风机,根据其有功功率、其视在功率以及所述总无功功率,确定其无功功率;
对于每一个需要启动的风机,若其无功功率大于给定无功功率上限,则其无功功率的值取所述给定无功功率上限;
若其无功功率小于给定无功功率下限,则其无功功率的值取所述给定无功功率下限;
S34、计算所有需要启动的风机的无功功率的和,并与所述总无功功率进行比较,若所述所有需要启动的风机的无功功率的和大于或等于所述总无功功率则校验通过,启动风机;否则对于每一个需要启动的风机,重新根据其有功功率和视在功率,确定其无功功率。
上述无功功率的分配过程是为了保证风电场电压的稳定。
上述步骤S4具体包括以下步骤:风电场自启动完成后,达到黑启动电源要求后,风电场作为黑启动电源为黑启动路径上的各母线进行充电;各级母线充电完成后,进一步为火电厂厂用变压器和母线充电;火电厂厂用变压器和母线充电完成后,为电厂辅助设备提供电源;电厂辅助设备启动完成后,进一步启动火电机组,实现电网黑启动。其中为各级母线的充电过程中对母线中继电保护器的继电保护参数进行重新设定,保证充电过程正常进行,保护装置不误动作。电厂辅助设备的启动过程中,按照负荷容量从大到小的顺序依次启动所述电厂辅助设备,并投入无功补偿设备,其中,在火电厂厂用电母线进行无功补偿。
上述为风电场提供启动风机所需的电压和频率的控制过程可以称为储能电压/频率控制策略。上述根据每个风机的所述有功功率、每个风机的机组状态(可用、不可用等)以及所述总有功功率确定需要启动的风机,并启动风机可以称为风电场电压无功综合控制策略,储能电压/频率控制策略和风电场电压无功综合控制策略合起来可以称作风电场自启动综合控制策略。上述方法以风电场为电网黑启动电源,通过风电场自启动综合控制策略实现自启动,为电网提供黑启动电源。
图2为本发明的另一个较佳实施例的风电场参与电网黑启动的方法流程图:
首先,根据电网运行情况,判断电网发生大停电故障,确定电网进入全黑状态。
进一步,风电场的处理控制模块向电网调度提出参与电网黑启动申请,并进行每个风机的有功功率预测和被启动火电厂厂用电负荷容量(即火电机组容量)分析计算,确定风电场所需发出的总有功功率;
进一步,储能供电模块采用储能电压/频率控制策略,建立风电场母线电压和频率;
进一步,风电场进行自启动:在储能供电模块提供的风电场的母线电压和频率下,根据每个风机的有功功率和风电场所需发出的总有功功率,启动相应容量的风力发电机组(即多个风机),在启动风机之前利用风电场电压无功综合控制策略为每个需要启动的风机分配无功功率;
进一步,风电场自启动完成后,根据电网黑启动预案中制定的黑启动路径,为路径上的各个电压等级母线顺序充电,并对相应的继电保护整定值进行修改;
进一步,黑启动路径上的各个电压等级母线充电完成后,为被启动的火电厂的厂用变压器和厂用电母线充电;
进一步,厂用变压器和厂用电母线充电完成后,按照辅助电机等厂用电负载设备(电厂辅助设备)的容量由大到小的顺序,依次启动厂用电负载设备;
进一步,厂用电负载设备启动完成后,按照火电厂发电机组启动顺序和要求启动火电厂发电机组。
对应于上述方法存在一种风电场参与电网黑启动的控制装置,此装置用于实现上述方法。所述装置包括处理控制模块、储能供电模块以及启动控制模块;所述处理控制模块,预测每个风机的有功功率,并根据火电机组容量计算风电场所需发出的总有功功率;根据每个风机的所述有功功率、每个风机的机组状态以及所述总有功功率确定需要启动的风机;所述储能供电模块,为风电场提供启动风机所需的电压和频率;所述启动控制模块,在所述储能供电模块提供启动风机所需的电压和频率后启动由所述处理控制模块确定的需要启动的风机,并在风机启动之后,控制各级母线以及变压器进行充电,启动电厂辅助设备以及火电机组。
进一步地,所述储能供电模块包括锁相环PLL、第一下垂增益模块、第二下垂增益模块、第一比较器、第二比较器、储能电源(图中未标识出)以及变流器(图中未标识出);如图4a、4b所示。锁相环PLL根据所述风电场的母线电压Vabc得到所述风电场的母线电压的频率fmmeasured并传递给所述第一比较器;所述第一比较器计算所述风电场的母线电压的频率fmmeasured与给定频率fref的频率差并传递给所述第一下垂增益模块;所述第一下垂增益模块根据所述频率差与有功功率对应的曲线,得到有功功率控制信号Pinj,并处递给所述变流器。所述第二比较器计算所述风电场的母线电压的大小Vmmeasure与第一给定电压Vrefm的电压差并传递给所述第二下垂增益模块;所述第二下垂增益模块根据所述电压差与有功功率对应的曲线,到无功功率控制信号Qinj,并处递给所述变流器;所述变流器根据所述有功功率控制信号和无功功率控制信号对储能电源进行控制,输出启动风机所需的电压和频率。
进一步地,所述装置还包括无功功率分配模块,其包括接收处理模块、第三比较器、优化控制模块、PI调节模块以及功率分配模块,如图3所示;所述接收处理模块接收所述风电场的母线电压,计算所述风电场的母线电压的平方U2以及第二给定电压Uref 2的平方并传递给所述第三比较器;所述第三比较器计算所述风电场的母线电压的平方U2与所述第二给定电压的平方Uref 2的差,并传递给所述优化控制模块,优化控制模块利用所述比较器传递的所述风电场的母线电压的平方与所述第二给定电压的平方的差,根据无功功率与电压平方的差成正比的关系确定风电场所需发出的总无功功率,并将所述风电场所需发出的总无功功率传递给所述PI调节模块,所述PI调节模块对所述总无功功率进行无静差调节之后传递给所述功率分配模块;所述功率分配模块针对每一个需要启动的风机,根据其有功功率、其视在功率以及所述总无功功率,确定其无功功率。图中DFIG表示风机,具体是一种双馈发电机。ΔQ1 ref、ΔQ2 ref、ΔQ3 ref、ΔQn ref表示为风机分配的无功功率,n为启动的风机的个数。
进一步地,PI调节模块的处理过程中包括对总无功功率的校验过程,具体为:
若所述总无功功率大于给定总无功功率上限(即DFIG机群无功功率上限),则所述总无功功率的值取所述给定总无功功率上限;
若所述总无功功率小于给定总无功功率下限(即DFIG机群无功功率上限),则所述总无功功率的值取所述给定总无功功率下限。
进一步地,功率分配模块在确定每一个风机的无功功率之后,还包括校验的过程,具体为:
对于每一个需要启动的风机,若其无功功率大于给定无功功率上限(即DFIG无功功率上限),则其无功功率的值取所述给定无功功率上限;
若其无功功率小于给定无功功率下限(即DFIG无功功率下限),则其无功功率的值取所述给定无功功率下限。
进一步地,无功功率分配模块还包括固定电容器补偿和动态无功补偿SVC(静止无功补偿器)/SVG(静止无功发生器)。所述固定电容器补偿装在风电场,动态无功补偿SVC/SVG也装在风电场,均用来进行无功补偿,通常风电场只安装三者中的一种。
本发明以风电场为电网黑启动电源,启动电厂相关辅助设备,进而启动火电厂发电机组(火电机组),进而恢复电网供电,为电网黑启动提供了新的解决方案,同时提高了风电场的利用效率,进一步拓宽了风电场的应用场景。
以上实施方式仅用于说明本发明,而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (12)

1.一种风电场参与电网黑启动的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
预测每个风机的有功功率,并根据火电机组容量计算风电场所需发出的总有功功率;
为风电场提供启动风机所需的电压和频率;
根据每个风机的所述有功功率、每个风机的机组状态以及所述总有功功率确定需要启动的风机,并启动风机;
风电场作为黑启动电源,为电网黑启动路径上的各级母线以及变压器充电,启动电厂辅助设备,之后启动火电机组完成电网黑启动。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述总有功功率按照下面公式计算:
PPG_Total=PG*a*b
式中,PPG_Total为所述总有功功率,PG为所述火电机组容量,a为火电机组启动所需的有功功率占所述火电机组容量的百分数,b为所述总有功功率裕度。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述为风电场提供启动风机所需的电压和频率包括以下步骤:
采集风电场的母线电压;
计算风电场的母线电压的频率与给定频率的频率差,根据所述频率差与有功功率对应的曲线,确定有功功率控制信号;
计算风电场的母线电压的大小与第一给定电压的电压差,根据所述电压差与有功功率对应的曲线,确定无功功率控制信号;
将所述有功功率控制信号和无功功率控制信号输入到变流器,由所述变流器对储能电源进行控制,输出启动风机所需的电压和频率。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据每个风机的所述有功功率、每个风机的机组状态以及所述总有功功率确定需要启动的风机之后,启动风机之前还包括无功功率分配的步骤:
采集风电场的母线电压;
计算风电场的母线电压的平方与第二给定电压的平方的差,并利用所述风电场的母线电压的平方与第二给定电压的平方的差,根据无功功率与电压平方的差成正比的关系,计算得到风电场所需发出的总无功功率;
对于每一个需要启动的风机,根据其有功功率、其视在功率以及所述总无功功率,确定其无功功率。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述确定其无功功率之后还包括无功功率校验的步骤:
计算所有需要启动的风机的无功功率的和,并与所述总无功功率进行比较,若所述所有需要启动的风机的无功功率的和大于或等于所述总无功功率则校验通过,启动风机;否则对于每一个需要启动的风机,重新根据其有功功率和视在功率,确定其无功功率。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述总无功功率确定之后,所述确定其无功功率之前,还包括以下步骤:
若所述总无功功率大于给定总无功功率上限,则所述总无功功率的值取所述给定总无功功率上限;
若所述总无功功率小于给定总无功功率下限,则所述总无功功率的值取所述给定总无功功率下限。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述确定其无功功率还包括以下步骤:
对于每一个需要启动的风机,若其无功功率大于给定无功功率上限,则其无功功率的值取所述给定无功功率上限;
若其无功功率小于给定无功功率下限,则其无功功率的值取所述给定无功功率下限。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述各级母线的充电过程中对母线中继电保护器的继电保护参数进行设定。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电厂辅助设备的启动过程中,按照负荷容量从大到小的顺序依次启动所述电厂辅助设备,并投入无功补偿设备。
10.一种风电场参与电网黑启动的控制装置,其特征在于,所述装置包括处理控制模块、储能供电模块以及启动控制模块;
所述处理控制模块,预测每个风机的有功功率,并根据火电机组容量计算风电场所需发出的总有功功率;根据每个风机的所述有功功率、每个风机的机组状态以及所述总有功功率确定需要启动的风机;
所述储能供电模块,为风电场提供启动风机所需的电压和频率;
所述启动控制模块,在所述储能供电模块提供启动风机所需的电压和频率后启动由所述处理控制模块确定的需要启动的风机,并在风机启动之后,控制各级母线以及变压器进行充电,启动电厂辅助设备以及火电机组。
11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述储能供电模块包括锁相环、第一下垂增益模块、第二下垂增益模块、第一比较器、第二比较器、储能电源以及变流器;
所述锁相环根据所述风电场的母线电压得到所述风电场的母线电压的频率并传递给所述第一比较器;所述第一比较器计算所述风电场的母线电压的频率与给定频率的频率差并传递给所述第一下垂增益模块;所述第一下垂增益模块根据所述频率差与有功功率对应的曲线,确定有功功率控制信号,并处递给所述变流器;
所述第二比较器计算所述风电场的母线电压的大小与第一给定电压的电压差并传递给所述第二下垂增益模块;所述第二下垂增益模块根据所述电压差与有功功率对应的曲线,确定无功功率控制信号,并处递给所述变流器;
所述变流器根据所述有功功率控制信号和无功功率控制信号对储能电源进行控制,输出启动风机所需的电压和频率。
12.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,还包括无功功率分配模块,其包括接收处理模块、第三比较器、优化控制模块、PI调节模块以及功率分配模块;
所述接收处理模块接收所述风电场的母线电压,计算所述风电场的母线电压的平方以及第二给定电压的平方并传递给所述第三比较器;
所述比较器计算所述风电场的母线电压的平方与所述第二给定电压的平方的差,并传递给所述优化控制模块;所述优化控制模块利用所述比较器传递的所述风电场的母线电压的平方与所述第二给定电压的平方的差,根据无功功率与电压平方的差成正比的关系确定风电场所需发出的总无功功率,并将所述风电场所需发出的总无功功率传递给所述PI调节模块,所述PI调节模块对所述总无功功率进行无静差调节之后传递给所述功率分配模块;所述功率分配模块针对每一个需要启动的风机,根据其有功功率、其视在功率以及所述总无功功率,确定其无功功率。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112260317A (zh) * 2020-10-26 2021-01-22 西安工程大学 一种风电场参与电网黑启动功率匹配系统及匹配方法
CN114221379A (zh) * 2021-12-09 2022-03-22 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 孤网黑启动中风储联合系统无功电压控制方法及系统
US11434871B2 (en) 2018-01-25 2022-09-06 Vestas Wind Systems A/S Black start restoration
US11824356B1 (en) * 2022-06-30 2023-11-21 Xi'an Thermal Power Research Institute Co., Ltd. System and method of black start for new power system with energy storage configuration
CN114221379B (zh) * 2021-12-09 2024-07-02 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 孤网黑启动中风储联合系统无功电压控制方法及系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11434871B2 (en) 2018-01-25 2022-09-06 Vestas Wind Systems A/S Black start restoration
CN112260317A (zh) * 2020-10-26 2021-01-22 西安工程大学 一种风电场参与电网黑启动功率匹配系统及匹配方法
CN114221379A (zh) * 2021-12-09 2022-03-22 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 孤网黑启动中风储联合系统无功电压控制方法及系统
CN114221379B (zh) * 2021-12-09 2024-07-02 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 孤网黑启动中风储联合系统无功电压控制方法及系统
US11824356B1 (en) * 2022-06-30 2023-11-21 Xi'an Thermal Power Research Institute Co., Ltd. System and method of black start for new power system with energy storage configuration

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