CN107785909A - 一种风电场无功电压协调控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种风电场无功电压协调控制方法，为综合利用风电场无功补偿设备与风电机组的无功调节提供了一种简单且行之有效的方案，能将各风电机组、整个风电场及上一级电网调度系统紧密联系起来，使每台风电机组能够实时获得本身所需发出无功功率调整量，实现风电场自身的无功功率平衡；同时，本发明一种风电场无功电压协调控制方法采用优先调节风电机组无功功率，如无法调节风电机组无功功率时，再通过风电场无功补偿设备调节无功功率的原则进行分配，达到改变风电场并点电压进而实现整个风电场无功电压的闭环控制，减小了风电场在无功补偿设备上的投资，提高了经济效益。

Description

一种风电场无功电压协调控制方法

技术领域

本发明涉及一种电力系统控制技术，尤其涉及一种基于无功补偿(SVG)技术的风电场无功电压协调控制方法，该方法适用于风电场并网点安装有无功补偿设备且风电机组无功可调的风电场无功控制。

背景技术

随伴随着经济社会发展，电力系统的整体规模不断提升，发电装机容量快速增长，电力网结构的复杂性也达到了前所未有的程度。在电力网参数的稳定控制难度增加的同时，用户对电能品质的要求也越来越苛刻。电压稳定、潮流合理分布、网损最优配置等一系列与安全、经济运行紧密联系的问题，也越来越难以通过传统的运行人员局部调整来解决。目前风电场通过场内的风电场无功电压控制系统(AVC)与安装在并网点的无功补偿装置，为风电场提供无功支撑，以增强风电场的无功电压调节能力。

利用风电机组无功调控能力作为风电场实时无功补偿手段已经成为学术界的一致认识。很多研究者对风电场无功控制策略进行了有益探索。比如：把DFIG用于风电场群一次电压调节唯一手段，并把动态补偿装置用于二级辅助调节；针对各无功控制设备运行时间常数不同的特点，依据风电功率预测数据进行两层多阶段电压控制；针对风电场电压稳定问题，提出了一种以风电场与电网交换无功功率为目标的控制策略。但是，上述方法并未同时考虑风电机组与风电场无功补偿设备(SVG)的灵活无功调节能力，如何充分利用风电机组的无功调节能力以及风电场内的风电场无功补偿设备(SVG)，实现风电场自身的无功功率平衡，对维持整个电网的无功功率平衡有着十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对上述背景技术存在的缺陷，提供一种基于SVG技术的风电场无功电压协调控制方法。

为实现上述目的，本发明之一的一种风电场无功电压协调控制方法，一种风电场无功电压协调控制方法，适用于风电场中装设有风电场无功电压控制系统(AVC)及风电场无功补偿设备(SVG)的运行环境，该方法包括：

由风电场无功电压控制系统实时监控风电场并网点电压，并由风电场无功电压控制系统接收并判断电网调度系统下发的风电场并网点的调度指令类型，电网调度系统下发的风电场并网点的调度指令类型为风电场并网点电压指令与无功功率指令中的其中一种，判断调度指令类型后，对风电机组及风电场无功补偿设备进行无功协调控制；如调度指令类型为风电并网点电压指令时，则依次进行无功需求整定控制步骤S1及无功协调分配控制步骤S2的协调控制以实现风电机组间无功功率分配；如调度指令类型为无功功率指令时，则通过无功协调分配控制步骤S2的协调控制以实现对风电机组间无功功率分配；无功需求整定控制步骤S1，即通过风电场无功电压控制系统的无功需求整定层确定风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}，所需的风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}采用PI调节与无功功率补偿计算模型相结合的方式获取；无功协调分配控制步骤S2，即通过风电场无功电压控制系统的无功协调分配层将风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}按优先调节风电机组无功功率，如无法调节风力发电机组无功功率时，再通过风电场无功补偿设备调节的原则进行无功功率分配。

进一步地，无功需求整定控制步骤S1进一步包括PI调节控制步骤S11及无功功率补偿量确定步骤S12；PI调节控制步骤S11，即判断实际测得的风电场并网点电压与风电场并网点电压指令值U_ref之差是否在死区设定范围值内时，若在死区设定范围值内，则直接将差值设置为零并停止风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}的计算；若超出死区设定范围值外，则计算实际测得的风电场并网点电压与风电场并网点电压指令值U_ref的差值并经过PI控制器计算后输出风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}。

进一步地，PI控制器采用增量式PI算法获取无功功率偏差调整量Δu，即采用Δe(N)＝e(N)-e(N-1)及Δu(N)＝k_p·Δe(N)+k_i·e(N)获取无功功率偏差调整量Δu，进而通过Q_{w_ref}＝Q₂+Δu获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}，其中，U₂及Q₂分别是指任意时刻实际测得的风电场并网点电压及风电场无功功率。

进一步地，无功功率补偿量确定步骤S12进一步包括系统阻抗X确定步骤S121及获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}的调节控制步骤S122。

进一步地，系统阻抗X确定步骤S121，即定义第N个周期无功调整完成后输入风电场并网点的风电场并网点电压U2及总无功功率Q2及第N-1个周期无功调整完成后输入风电场并网点的风电场并网点电压U1和总无功功率Q1，N为自然数且N≥2；判断|U2-U1|是否大于风电场并网点死区电压U_e，若|U2-U1|大于风电场并网点死区电压U_e则根据风电场并网点在前、后两个相邻周期的风电场并网点电压U2、U1及总无功功率Q1、Q2确定系统阻抗X，若|U2-U1|小于参考值U_e，通过PI调节控制步骤S11的增量式PI算法获取无功功率偏差调整量Δu，再通过Q_{w_ref}＝Q₂+Δu获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}。

进一步地，|U2-U1|大于风电场并网点死区电压U_e时，采用获取系统阻抗X。

进一步地，获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}的调节控制步骤S122，即在获取系统阻抗X后，针对要求调节的风电场并网点电压指令值U_ref，采用获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}。

进一步地，风电场并网点死区电压U_e取额定风电场并网点电压U_额定的0.5％。

进一步地，无功协调分配控制步骤S2进一步包括风电场无功协调分配控制步骤S21及风电机组间无功分配控制步骤S22。

进一步地。

进一步地，风电场无功协调分配控制步骤S21，即定义风电机组无功储备极限参数K_Q作为极限参数，若该风电机组无功储备极限参数K_Q小于设定值K_o时，风电场无功电压控制系统同时对风电场中的所有风电机组的无功功率Q_{WT_ref}和风电场无功补偿设备的无功功率Q_{SVG_ref}进行无功功率分配。

进一步地，风电机组无功储备极限参数K_Q通过K_Q＝|Q_{toatal_max}|-|Q_{w_ref}|计算得到。

进一步地，风电场中的所有风电机组的无功功率Q_{WT_ref}及风电场无功补偿设备的无功功率Q_{SVG_ref}的分配通过Q_{WT_ref}＝Q_{toatal_max}-K_o及Q_{SVG_ref}＝Q_{w_ref}-Q_{WT_ref}分别计算获得，其中，Q_{w_ref}为当前时刻风电场整体无功功率补偿量，Q_{toatal_max}为风电场中的风电机组当前时刻总无功功率极限，Q_{WT_ref}为分配给风电场中的所有风电机组的无功功率，Q_{SVG_ref}为分配给风电场无功补偿设备的无功功率。

进一步地，风电机组间无功分配控制步骤S22采用等功率因数法的方式进行无功功率分配，即在风电机组无功功率的允许运行范围内，在低压侧母线间、各集电线路间以及各风电机组间采用等功率因数法的方式进行无功功率分配。

进一步地，计算风电场中的风电机组的无功功率Q_{WT_ref}与风电场中所有风电机组实际无功功率值Q_{WT_act}的差值ΔQ，并判断差值ΔQ是否在无功功率控制死区设定值范围内；若ΔQ在无功功率控制死区设定值范围内，则运行周期不进行无功功率调整，并结束风电机组间的无功功率分配；若ΔQ超出无功功率控制死区设定值范围，则对可控风电机组的无功功率调整是在获取所有可控风电机组的总无功功率调整量Q_{Ctrl_ref}及单一风电场可控风电机组的总功率因数cosφ的情况下，采用等功率因数法的对可控风电机组进行无功功率分配；并通过逐一比对单台风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}与单台风电机组的无功功率极限Q_{gi_max}并获取未合理分配的总无功功率Q_Δtotal；在经无功功率调整后仍未达到无功功率极限的可控风电机组队列中继续分配未合理分配的总无功功率Q_Δtotal。

进一步地，采用Q_{Ctrl_ref}＝Q_{WT_ref}-Q_{Unctrl_act}获取所有可控风电机组的总无功功率调整量Q_{Ctrl_ref}，式中，Q_{Unctrl_act}为所有不可控风电机组的总实际无功功率。

进一步地，采用获取单一风电场可控风电机组的总功率因数cosφ，式中，P_i为可控风电机组有功功率，为单一风电场内所有可控风电机组有功功率的和，n为单一风电场内可控风电机组数量。

进一步地，采用等功率因数法对所有可控风电机组进行无功功率分配，即假定各台可控风电机组的功率因数都等于cosφ；且定义Q_{gi_ref}为单台风电机组的无功功率调整量，采用获取单台风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}。

进一步地，定义Q_{gi_max}为单台风电机组的无功功率极限，若单台风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}大于单台风电机组的无功功率极限Q_{gi_max}时，即当Q_{gi_ref}＞Q_{gi_max}时，设定Q_{gi_ref}＝Q_{gi_max}，并通过Q_Δi＝Q_{gi_ref}-Q_{gi_max}获取单台风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}与单台风电机组的无功功率极限Q_{gi_max}的差值Q_Δi；所有可控风电机组按等功率因数分配完成后，通过Q_Δtotal＝∑Q_Δi获取未合理分配的总无功功率Q_Δtotal。

进一步地，经无功功率调整后仍未达到无功功率极限的可控风电机组队列为继续分配队列，利用未合理分配的总无功功率Q_Δtotal，按剩余无功功率极限比进行再分配。

进一步地，采用进行调整，式中，k_i为继续分配队列中的第i台风电机组的剩余无功功率极限比；Q_{gi_max}为第i台风电机组的无功功率极限；Q_{total_max}为继续分配队列总的无功功率极限值；m为继续分配队列的风电机组数量；将继续分配队列中各风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}更新为Q_{gi_ref}+k_i·Q_Δtotal，且当Q_{gi_ref}＞Q_{gi_max}时，设定该单台风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}＝Q_{gi_max}。

综上所述，本发明一种风电场无功电压协调控制方法，为综合利用风电场无功补偿设备与风电机组的无功调节提供了一种简单且行之有效的方案，能将各风电机组、整个风电场及上一级电网调度系统紧密联系起来，使每台风电机组能够实时获得本身所需发出无功功率调整量，实现风电场自身的无功功率平衡；同时，本发明一种风电场无功电压协调控制方法采用优先调节风电机组无功功率，如无法调节风电机组无功功率时，再通过风电场无功补偿设备调节无功功率的原则进行分配，达到改变风电场并点电压进而实现整个风电场无功电压的闭环控制，减小了风电场在无功补偿设备上的投资，提高了经济效益。

附图说明

图1为本发明一种风电场无功电压协调控制方法的整体框架示意图。

图2为本发明一种风电场无功电压协调控制方法的风电场无功电压协调控制流程示意图。

图3为本发明一种风电场无功电压协调控制方法的PI控制器的逻辑示意图。

图4为本发明一种风电场无功电压协调控制方法的系统阻抗计算流程示意图。

图5为本发明一种风电场无功电压协调控制方法的等功率因数分配策略流程图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及效果，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1，本发明一种风电场无功电压协调控制方法，适用于风电场中装设有风电场无功电压控制系统(AVC)及风电场无功补偿设备(SVG)的运行环境，本风电场无功电压协调控制方法包括：

由风电场无功电压控制系统实时监控风电场并网点电压，并由风电场无功电压控制系统接收并判断电网调度系统下发的风电场并网点的调度指令类型，电网调度系统下发的风电场并网点的调度指令类型为风电场并网点电压指令与无功功率指令中的其中一种，判断调度指令类型后，对风电机组及风电场无功补偿设备进行无功协调控制；当电网调度系统下发指令类型为风电并网点电压指令时，此时风电并网点电压指令为实时调度指令或者调度计划曲线中的一种；

如调度指令类型为风电并网点电压指令时，则依次进行无功需求整定控制步骤S1及无功协调分配控制步骤S2的协调控制以实现风电机组间无功功率分配；

如调度指令类型为无功功率指令时，则通过无功协调分配控制步骤S2的协调控制以实现对风电机组间无功功率分配；

无功需求整定控制步骤S1，即通过风电场无功电压控制系统的无功需求整定层确定风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}(即风电场的无功调整量Q_{w_ref})，所需的风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}采用PI调节与无功功率补偿计算模型相结合的方式获取；

无功协调分配控制步骤S2，即通过风电场无功电压控制系统的无功协调分配层将风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}按优先调节风电机组无功功率，如无法调节风力发电机组无功功率时，再通过风电场无功补偿设备调节的原则进行无功功率分配，达到改变风电场并网点电压进而实现整个风电场无功电压的闭环控制。

请续参阅图2，采用PI调节与无功功率补偿计算模型相结合的方式获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}，该方式利用PI调节实现粗调，利用无功功率补偿计算模型实现精调，风电并网点电压值的选取、系统阻抗的获取以及风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}的整定是一个滚动向前的过程，电压逐步逼近目标值；当高压侧电压在允许偏差范围内后，便停止电压调节控制。该方式能够实现交叉进行，滚动向前无功功率控制效果。

无功需求整定控制步骤S1进一步包括PI调节控制步骤S11及无功功率补偿量确定步骤S12。

PI调节控制步骤S11，即判断实际测得的风电场并网点电压与风电场并网点电压指令值U_ref之差是否在死区设定范围值内时，若在死区设定范围值内，则直接将差值设置为零并停止风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}的计算；

若超出死区设定范围值外，则计算实际测得的风电场并网点电压与风电场并网点电压指令值U_ref的差值并经过PI控制器计算后输出风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}，其中，PI限幅是指风电场无功功率上限与无功功率下限，且风电场无功功率上限与无功功率下限是根据风电场无功补偿设备与风电机组实际无功功率的限值范围确定的。

请续参阅图2，图2中示意出的U₂及Q₂分别是指任意时刻实际测得的风电场并网点电压及风电场无功功率，PI控制器采用增量式PI算法获取无功功率偏差调整量Δu，

具体实施例中，采用

Δe(N)＝e(N)-e(N-1)及

Δu(N)＝k_p·Δe(N)+k_i·e(N)获取无功功率偏差调整量Δu，进而通过Q_{w_ref}＝Q₂+Δu获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}。

请续参阅图3，无功功率补偿量确定步骤S12进一步包括系统阻抗X确定步骤S121；获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}的调节控制步骤S122；

定义第N个周期无功调整完成后输入风电场并网点的风电场并网点电压U2及总无功功率Q2及第N-1个周期无功调整完成后输入风电场并网点的风电场并网点电压U1和总无功功率Q1，N为自然数且N≥2。

由于风电机组控制系统每次调节时的通信传输延时时间T不固定，且PI参数难以选择，或调节无法达成预期效果等问题，为加快收敛速度，采用经PI调节控制步骤S11控制调节，使无功调节完成后输入风电场并网点的风电场并网点电压U2与无功调节前输入风电场并网点的风电场并网点电压电压U1的|U2-U1|大于风电场并网点死区电压U_e后，由无功功率补偿计算模型计算风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}。

系统阻抗X确定步骤S121，即判断|U2-U1|是否大于风电场并网点死区电压U_e，若|U2-U1|大于风电场并网点死区电压U_e则根据风电场并网点在前、后两个相邻周期的风电场并网点电压U2、U1及总无功功率Q1、Q2确定系统阻抗X；获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}的调节控制步骤S122，即在获取系统阻抗X后，针对要求调节的风电场并网点电压指令值U_ref，采用获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}；若|U2-U1|小于参考值U_e，通过PI调节控制步骤S11的增量式PI算法获取无功功率偏差调整量Δu，再通过Q_{w_ref}＝Q₂+Δu获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}。

具体实施例中，|U2-U1|大于风电场并网点死区电压U_e时，采用获取系统阻抗X。

根据工程调试经验，风电场并网点死区电压U_e取额定风电场并网点电压U_额定的0.5％。

无功协调分配控制步骤S2进一步包括风电场无功协调分配控制步骤S21及风电机组间无功分配控制步骤S22。

风电场无功协调分配控制步骤S21，即定义风电机组无功储备极限参数K_Q作为极限参数，若该风电机组无功储备极限参数K_Q小于设定值K_o时，风电场无功电压控制系统同时对风电场中的所有风电机组的无功功率Q_{WT_ref}和风电场无功补偿设备的无功功率Q_{SVG_ref}进行无功功率分配；

具体实施例中，风电机组无功储备极限参数K_Q通过K_Q＝|Q_{toatal_max}|-|Q_{w_ref}|计算得到；

具体实施例中，风电场中的所有风电机组的无功功率Q_{WT_ref}及风电场无功补偿设备的无功功率Q_{SVG_ref}的分配通过

Q_{WT_ref}＝Q_{toatal_max}-K_o及

Q_{SVG_ref}＝Q_{w_ref}-Q_{WT_ref}分别计算获得，

其中，Q_{w_ref}为当前时刻风电场整体无功功率补偿量，Q_{toatal_max}为风电场中的风电机组当前时刻总无功功率极限，Q_{WT_ref}为分配给风电场中的所有风电机组的无功功率，Q_{SVG_ref}为分配给风电场无功补偿设备的无功功率。

风电场无功协调分配层旨在最大限度地发挥风电机组无功潜能，故而本方法一种风电场无功电压协调控制方法优先对风电机组进行的无功功率调控动作，但是，由于风电机组无功功率调控值越接近无功功率调控能力极限，对机组运行寿命越不利，故而需定义一个极限参数作为参考，本方法将风电机组无功储备极限参数作为极限参数。

风电机组间无功分配控制步骤S22，即由于控制安全角度与电压控制稳定性的要求，需满足低压侧母线间、各集电线路间、同一集电线路中的各风电机组间应满足功率因数平衡，同时，需保证母线间、各集电线路间、同一集电线路中的各风电机组间均无无功环流的存在；基于上述三方面的需求，本方法一种风电场无功电压协调控制方法针对风电机组间的无功功率分配采用等功率因数法的方式进行无功功率分配，即在风电机组无功功率的允许运行范围内，在低压侧母线间、各集电线路间以及各风电机组间采用等功率因数法的方式进行无功功率分配。采用等功率因数法的进行无功功率分配方式充分考量了风电场无功功率需求、各风电机组间的无功功率分配需求及工程实践的现实情况。

计算风电场中的风电机组的无功功率Q_{WT_ref}与风电场中所有风电机组实际无功功率值Q_{WT_act}的差值ΔQ，并判断差值ΔQ是否在无功功率控制死区设定值范围内；若ΔQ在无功功率控制死区设定值范围内，则本运行周期不进行无功功率调整，并结束本次风电机组间的无功功率分配，达到无功功率的死区控制；若ΔQ超出控制死区设定值范围，则对可控风电机组的无功功率调整是在获取所有可控风电机组的总无功功率调整量Q_{Ctrl_ref}及单一风电场可控风电机组的总功率因数cosφ的情况下，采用等功率因数法的对可控风电机组进行无功功率分配；通过逐一比对单台风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}与单台风电机组的无功功率极限Q_{gi_max}并获取未合理分配的总无功功率Q_Δtotal；在经无功功率调整后仍未达到无功功率极限的可控风电机组队列中继续分配未合理分配的总无功功率Q_Δtotal。

具体实施例中，采用Q_{Ctrl_ref}＝Q_{WT_ref}-Q_{Unctrl_act}获取所有可控风电机组的总无功功率调整量Q_{Ctrl_ref}，式中，Q_{Unctrl_act}为所有不可控风电机组的总实际无功功率。

具体实施例中，采用

获取单一风电场可控风电机组的总功率因数cosφ，式中，P_i为可控风电机组有功功率，为单一风电场内所有可控风电机组有功功率的和，n为单一风电场内可控风电机组数量。

为满足电网调度系统的要求，采用等功率因数法对所有可控风电机组进行无功功率分配，即假定各台可控风电机组的功率因数都等于cosφ；且定义Q_{gi_ref}为单台风电机组的无功功率调整量。

具体实施例中，采用获取单台风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}。

定义Q_{gi_max}为单台风电机组的无功功率极限，若单台风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}大于单台风电机组的无功功率极限Q_{gi_max}时，即当Q_{gi_ref}＞Q_{gi_max}时，设定Q_{gi_ref}＝Q_{gi_max}，并通过Q_Δi＝Q_{gi_ref}-Q_{gi_max}获取单台风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}与单台风电机组的无功功率极限Q_{gi_max}的差值Q_Δi；所有可控风电机组按等功率因数分配完成后，通过Q_Δtotal＝∑Q_Δi获取未合理分配的总无功功率Q_Δtotal。

定义经无功功率调整后仍未达到无功功率极限的可控风电机组队列为继续分配队列，利用未合理分配的总无功功率Q_Δtotal，按剩余无功功率极限比进行再分配。

具体实施例中，采用进行调整，式中，k_i为继续分配队列中的第i台风电机组的剩余无功功率极限比；Q_{gi_max}为第i台风电机组的无功功率极限；Q_{total_max}为继续分配队列总的无功功率极限值；m为继续分配队列的风电机组数量。

将继续分配队列中各风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}更新为Q_{gi_ref}+k_i·Q_Δtotal，且当Q_{gi_ref}＞Q_{gi_max}时，设定该单台风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}＝Q_{gi_max}。

综上所述，本发明一种风电场无功电压协调控制方法，为综合利用风电场无功补偿设备与风电机组的无功调节提供了一种简单且行之有效的方案，能将各风电机组、整个风电场及上一级电网调度系统紧密联系起来，使每台风电机组能够实时获得本身所需发出无功功率调整量，实现风电场自身的无功功率平衡；同时，本发明一种风电场无功电压协调控制方法采用优先调节风电机组无功功率，如无法调节风电机组无功功率时，再通过风电场无功补偿设备调节无功功率的原则进行分配，达到改变风电场并点电压进而实现整个风电场无功电压的闭环控制，减小了风电场在无功补偿设备上的投资，提高了经济效益。

以上所述的技术方案仅为一种风电场无功电压协调控制方法的较佳实施例，任何在本发明一种风电场无功电压协调控制方法基础上所作的等效变换或替换都包含在本专利的权利要求的范围之内。

Claims (20)

1.一种风电场无功电压协调控制方法，适用于风电场中装设有风电场无功电压控制系统(AVC)及风电场无功补偿设备(SVG)的运行环境，该方法包括：

由风电场无功电压控制系统实时监控风电场并网点电压，并由风电场无功电压控制系统接收并判断电网调度系统下发的风电场并网点的调度指令类型，电网调度系统下发的风电场并网点的调度指令类型为风电场并网点电压指令与无功功率指令中的其中一种，判断调度指令类型后，对风电机组及风电场无功补偿设备进行无功协调控制；

如调度指令类型为风电并网点电压指令时，则依次进行无功需求整定控制步骤S1及无功协调分配控制步骤S2的协调控制以实现风电机组间无功功率分配；

如调度指令类型为无功功率指令时，则通过无功协调分配控制步骤S2的协调控制以实现对风电机组间无功功率分配；

无功需求整定控制步骤S1，即通过风电场无功电压控制系统的无功需求整定层确定风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}，所需的风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}采用PI调节与无功功率补偿计算模型相结合的方式获取；

无功协调分配控制步骤S2，即通过风电场无功电压控制系统的无功协调分配层将风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}按优先调节风电机组无功功率，如无法调节风力发电机组无功功率时，再通过风电场无功补偿设备调节的原则进行无功功率分配。

2.如权利要求1所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：无功需求整定控制步骤S1进一步包括PI调节控制步骤S11及无功功率补偿量确定步骤S12；PI调节控制步骤S11，即判断实际测得的风电场并网点电压与风电场并网点电压指令值U_ref之差是否在死区设定范围值内时，若在死区设定范围值内，则直接将差值设置为零并停止风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}的计算；若超出死区设定范围值外，则计算实际测得的风电场并网点电压与风电场并网点电压指令值U_ref的差值并经过PI控制器计算后输出风电场整体无功功率补偿量Q_w__ref。

3.如权利要求2所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：PI控制器采用增量式PI算法获取无功功率偏差调整量Δu，即采用Δe(N)＝e(N)-e(N-1)及Δu(N)＝k_p·Δe(N)+k_i·e(N)获取无功功率偏差调整量Δu，进而通过Q_{w_ref}＝Q₂+Δu获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}，其中，U₂及Q₂分别是指任意时刻实际测得的风电场并网点电压及风电场无功功率。

4.如权利要求2所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：无功功率补偿量确定步骤S12进一步包括系统阻抗X确定步骤S121及获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}的调节控制步骤S122。

5.如权利要求4所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：系统阻抗X确定步骤S121，即定义第N个周期无功调整完成后输入风电场并网点的风电场并网点电压U2及总无功功率Q2及第N-1个周期无功调整完成后输入风电场并网点的风电场并网点电压U1和总无功功率Q1，N为自然数且N≥2；判断|U2-U1|是否大于风电场并网点死区电压U_e，若|U2-U1|大于风电场并网点死区电压U_e则根据风电场并网点在前、后两个相邻周期的风电场并网点电压U2、U1及总无功功率Q1、Q2确定系统阻抗X，若|U2-U1|小于参考值U_e，通过PI调节控制步骤S11的增量式PI算法获取无功功率偏差调整量Δu，再通过Q_{w_ref}＝Q₂+Δu获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}。

6.如权利要求5所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：|U2-U1|大于风电场并网点死区电压U_e时，采用获取系统阻抗X。

7.如权利要求6所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}的调节控制步骤S122，即在获取系统阻抗X后，针对要求调节的风电场并网点电压指令值U_ref，采用获取风电场整体无功功率补偿量Q_{w_ref}。

8.如权利要求4、5、6任意一项所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：风电场并网点死区电压U_e取额定风电场并网点电压U_额定的0.5％。

9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8任意一项所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：无功协调分配控制步骤S2进一步包括风电场无功协调分配控制步骤S21及风电机组间无功分配控制步骤S22。

10.如权利要求9所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：风电场无功协调分配控制步骤S21，即定义风电机组无功储备极限参数K_Q作为极限参数，若该风电机组无功储备极限参数K_Q小于设定值K_o时，风电场无功电压控制系统同时对风电场中的所有风电机组的无功功率Q_{WT_ref}和风电场无功补偿设备的无功功率Q_{SVG_ref}进行无功功率分配。

11.如权利要求10所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：风电机组无功储备极限参数K_Q通过K_Q＝|Q_{toatal_max}|-|Q_{w_ref}|计算得到。

12.如权利要求11所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：风电场中的所有风电机组的无功功率Q_{WT_ref}及风电场无功补偿设备的无功功率Q_{SVG_ref}的分配通过Q_{WT_ref}＝Q_{toatal_max}-K_o及Q_{SVG_ref}＝Q_{w_ref}-Q_{WT_ref}分别计算获得，其中，Q_{w_ref}为当前时刻风电场整体无功功率补偿量，Q_{toatal_max}为风电场中的风电机组当前时刻总无功功率极限，Q_{WT_ref}为分配给风电场中的所有风电机组的无功功率，Q_{SVG_ref}为分配给风电场无功补偿设备的无功功率。

13.如权利要求12所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：风电机组间无功分配控制步骤S22采用等功率因数法的方式进行无功功率分配，即在风电机组无功功率的允许运行范围内，在低压侧母线间、各集电线路间以及各风电机组间采用等功率因数法的方式进行无功功率分配。

14.如权利要求13所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：计算风电场中的风电机组的无功功率Q_{WT_ref}与风电场中所有风电机组实际无功功率值Q_{WT_act}的差值ΔQ，并判断差值ΔQ是否在无功功率控制死区设定值范围内；若ΔQ在无功功率控制死区设定值范围内，则运行周期不进行无功功率调整，并结束风电机组间的无功功率分配；若ΔQ超出无功功率控制死区设定值范围，则对可控风电机组的无功功率调整是在获取所有可控风电机组的总无功功率调整量Q_{Ctrl_ref}及单一风电场可控风电机组的总功率因数cosφ的情况下，采用等功率因数法的对可控风电机组进行无功功率分配；并通过逐一比对单台风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}与单台风电机组的无功功率极限Q_{gi_max}并获取未合理分配的总无功功率Q_Δtotal；在经无功功率调整后仍未达到无功功率极限的可控风电机组队列中继续分配未合理分配的总无功功率Q_Δtotal。

15.如权利要求14所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：采用Q_{Ctrl_ref}＝Q_{WT_ref}-Q_{Unctrl_act}获取所有可控风电机组的总无功功率调整量Q_{Ctrl_ref}，式中，Q_{Unctrl_act}为所有不可控风电机组的总实际无功功率。

16.如权利要求14所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：采用获取单一风电场可控风电机组的总功率因数cosφ，式中，P_i为可控风电机组有功功率，为单一风电场内所有可控风电机组有功功率的和，n为单一风电场内可控风电机组数量。

17.如权利要求16所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：采用等功率因数法对所有可控风电机组进行无功功率分配，即假定各台可控风电机组的功率因数都等于cosφ；且定义Q_{gi_ref}为单台风电机组的无功功率调整量，采用获取单台风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}。

18.如权利要求17所述的一种风电场无功电压协调控制系统，其特征在于：定义Q_{gi_max}为单台风电机组的无功功率极限，若单台风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}大于单台风电机组的无功功率极限Q_{gi_max}时，即当Q_{gi_ref}>Q_{gi_max}时，设定Q_{gi_ref}＝Q_{gi_max}，并通过Q_Δi＝Q_{gi_ref}-Q_{gi_max}获取单台风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}与单台风电机组的无功功率极限Q_{gi_max}的差值Q_Δi；所有可控风电机组按等功率因数分配完成后，通过Q_Δtotal＝∑Q_Δi获取未合理分配的总无功功率Q_Δtotal。

19.如权利要求18所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：经无功功率调整后仍未达到无功功率极限的可控风电机组队列为继续分配队列，利用未合理分配的总无功功率Q_Δtotal，按剩余无功功率极限比进行再分配。

20.如权利要求19所述的一种风电场无功电压协调控制方法，其特征在于：采用进行调整，式中，k_i为继续分配队列中的第i台风电机组的剩余无功功率极限比；Q_{gi_max}为第i台风电机组的无功功率极限；Q_{total_max}为继续分配队列总的无功功率极限值；m为继续分配队列的风电机组数量；将继续分配队列中各风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}更新为Q_{gi_ref}+k_i·Q_Δtotal，且当Q_{gi_ref}>Q_{gi_max}时，设定该单台风电机组的无功功率调整量Q_{gi_ref}＝Q_{gi_max}。