CN111092443A - 一种风电场内dfig和svc无功紧急协调控制方法 - Google Patents

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CN111092443A CN201911320276.7A CN201911320276A CN111092443A CN 111092443 A CN111092443 A CN 111092443A CN 201911320276 A CN201911320276 A CN 201911320276A CN 111092443 A CN111092443 A CN 111092443A
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张尧翔
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Abstract

本发明公开了一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法。内容包括：设置DFIG参与无功支撑的参考电压阈值、SVC投切运行的参考电压阈值；基于并网点电压、DFIG机端电压以及Crowbar保护动作信息，调整风电机组和SVC的运行状态；基于多种可调状态，计算各无功补偿设备的极限无功可调量；风电场内的无功可调量分配，计算风电机组和SVC设备的紧急无功可调量；确保电压恢复至正常控制范围后，执行风电机组和SVC设备的常规无功调配方案。本发明提供一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法，在多直流弱送端系统发生交直流连锁故障的前提下，以近区风电场无功源协调控制为基本原则，充分利用风电场内DFIG和SVC等设备的动态无功响应特性，进一步解决故障期间风电场并网点电压大幅度波动而引发风机大规模脱网的问题。

Description

一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法
技术领域
本发明属于大规模风电并网后的电压稳定与无功紧急控制领域，尤其涉及一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法。
背景技术
随着交直流混联电力系统中新能源所占比例急剧增加，发生故障后近区风电场群并网点电压大幅度波动对新能源机组稳定运行的影响不容忽视。
目前针对交直流连锁故障后并网点电压大幅波动而引发风机大范围脱网的问题，国内外学者针对新能源机组、常规电源机组或者负荷的紧急投切式控制方面已经做了很多研究，主要考虑“优先切除新能源机组、然后切除常规电源机组 /切除馈线负荷”，以确保系统快速稳定，但是这种刚性切除方案会导致大量新能源未能并网，会给电网造成巨大的损失。此外，随着常规电源占比降低，传统紧急无功调节资源严重不足，仅仅控制常规电源无法满足紧急无功调节的需要，而新能源机组具有快速启动、柔性连续控制、响应速度快的优势，考虑新能源机组与SVC为代表的无功补偿设备之间的协调控制，能够进一步增加控制措施和控制量，提高控制的精细化水平，提高电网故障后的安全稳定运行水平，而关于新能源紧急无功控制的研究少之又少。因此，还需要进一步研究基于风电场内动态无功补偿设备协调优化的紧急无功调节量计算方法，对风电场内DFIG和SVC 在紧急无功调节中的顺序和作用作进一步的说明。
综上所述，现有的无功紧急调控方案没有充分挖掘故障恢复期间各风电场内风电机群和SVC设备的紧急无功响应潜力。因此，我们在以上研究的基础上，提出一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法，面向实时控制系统，针对故障后的电压恢复过程，以近区风电场无功源协调控制为基本原则，充分发挥风电场群紧急无功源的动态无功响应能力，达到防止电压过冲、快速控制电压严重过限的目的。
发明内容
针对现有无功紧急调控方案的不足，本发明的目的是提供一种风电场内 DFIG和SVC无功紧急协调控制方法，用于解决故障期间风电场并网点电压大幅度波动而引发风机大规模脱网的问题，为故障后电网的暂态电压稳定控制提供参考。为实现上述目的，本发明提供的技术方案是，一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法，其特征是所述方法包括：
1.一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法，其特征在于,所述计算方法包括以下步骤:
S1:设置DFIG参与无功支撑的参考电压阈值、SVC投切运行的参考电压阈值；
S2:基于并网点电压、DFIG机端电压以及Crowbar保护动作信息，调整风电机组和SVC的运行状态；
S3:基于多种可调状态，计算各无功补偿设备的极限无功可调量；
S4:风电场内的无功可调量分配，计算风电机组和SVC设备的紧急无功可调量；
S5:确保电压恢复至正常控制范围后，执行风电机组和SVC设备的常规无功调配方案。
2.所述S1包括以下步骤：
S101：机端电压越限期间，设置DFIG网侧变流器参与无功支撑的低电压阈值
Figure RE-GDA0002407972280000031
高电压阈值
Figure RE-GDA0002407972280000032
S102：并网点电压跌落期间，设置SVC的低电压切除阈值
Figure RE-GDA0002407972280000033
高电压重投阈值
Figure RE-GDA0002407972280000034
S103：并网点电压骤升期间，设置SVC的高电压切除阈值
Figure RE-GDA0002407972280000035
低电压重投阈值
Figure RE-GDA0002407972280000036
S104：如果所控制节点电压在预设死区范围内，风电场内SVC设备的无功补偿状态
Figure RE-GDA0002407972280000037
不为零，第i台DFIG的无功支撑状态
Figure RE-GDA0002407972280000038
置零。
3.所述S2包括以下步骤：
S201：采集t时刻风电场并网点电压Upcc，t、第i台双馈风机的机端电压UWi，t和Crowbar保护动作状态信息
Figure RE-GDA0002407972280000039
(取1表示Crowbar投入，取0表示未投入)；
S202：计算并网点电压Upcc，t与参考电压
Figure RE-GDA00024079722800000310
的偏差量，判断其是否在并网点电压控制死区的规定范围内。若偏差在死区规定范围内，则不需要进行紧急无功调节，等待下一个并网点电压检测时刻的到来；否则，执行下一步骤S203；
S203：若并网点电压发生跌落，基于并网点电压分布区间调整SVC的无功补偿状态
Figure RE-GDA00024079722800000311
S204：计算第i台双馈风机的机端电压UWi，t与参考电压
Figure RE-GDA00024079722800000312
的偏差量，若偏差在死区规定范围内，则该双馈风机不参加紧急无功调节；否则，基于机端电压分布区间和Crowbar保护动作状态调整DFIG网侧变流器的无功支撑状态
Figure RE-GDA00024079722800000313
S205：若并网点电压发生骤升，基于并网点电压分布区间调整SVC的无功补偿状态
Figure RE-GDA00024079722800000314
S206：计算第i台双馈风机的机端电压UWi，t与参考电压
Figure RE-GDA00024079722800000315
的偏差量，若偏差在死区规定范围内，则该双馈风机不参加紧急无功调节；否则，基于机端电压分布区间调整DFIG的无功支撑状态
Figure RE-GDA0002407972280000041
4.所述S3包括以下步骤:
S301：风电场并网点电压越限及恢复过程中，SVC的无功补偿量有三种调节状态，对应调节状态下SVC设备的极限无功可调量
Figure RE-GDA0002407972280000042
S302：双馈风机机端电压越限及恢复过程中，其无功输出量有四种调节状态，对应调节状态下第i台双馈风机的极限无功可调量
Figure RE-GDA0002407972280000043
5.所述S4包括以下步骤:
S401：根据风电场并网点电压与参考电压的偏差量，计算得到采用PI控制后风电场并网节点需要实时补偿的紧急无功需求量
Figure RE-GDA0002407972280000044
表达式为：
Figure RE-GDA0002407972280000045
式中，Kp、Ki分别为PI控制器的比例系数和积分系数。
S402：计算SVC设备和各台风电机组的极限无功可调量，若无剩余调节能力，该设备不参与此次紧急无功调节量的分配，否则进入步骤S403。计算风电机组总的极限无功可调量
Figure RE-GDA0002407972280000046
S403：
Figure RE-GDA0002407972280000047
和
Figure RE-GDA0002407972280000048
分别表示SVC和DFIG分配得到的紧急无功调节参考值。确定SVC挂网运行时、SVC被切除后以及SVC重新投入并参与调节时三种情况下风电场内紧急无功可调量分配方案。
S404：若需要风电机组进行紧急无功调节，即
Figure RE-GDA0002407972280000049
采用等功率因数无功分配策略将可调参考量在风电机组间进行二次分配，使各台可控风机的功率因数都等于λ。获取可控风电机组实际运行功率，计算风电场内可控风机的功率因数和第k台可调双馈风机的无功调节量
Figure RE-GDA00024079722800000410
S405：若该无功调节量超出了风机的极限调节能力，该风机的紧急无功调节量取其极限调节量，需要对紧急无功差额进行再分配，计算紧急无功差额
Figure RE-GDA0002407972280000051
和再分配系数αk；
S406：确定最终第k台可调双馈风机的紧急无功调节量分配方案
Figure RE-GDA0002407972280000052
6.所述S5包括以下步骤:
S501：基于无功调节量分配方案对各无功补偿/支撑设备进行紧急控制，检查并网点电压是否恢复到正常控制范围内，若没有，返回步骤S2。否则，执行步骤S502.
S502：风电场内紧急无功功率控制过程结束。确保SVC正常挂网，DFIG网侧变流器以单位功率因数模式运行，转子侧变流器以最大功率追踪模式运行，按照常规无功电压控制方法对网络的无功电压进行调整。
本发明公开了一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法。内容包括：设置DFIG参与无功支撑的参考电压阈值、SVC投切运行的参考电压阈值；基于并网点电压、DFIG机端电压以及Crowbar保护动作信息，调整风电机组和SVC的运行状态；基于多种可调状态，计算各无功补偿设备的极限无功可调量；风电场内的无功可调量分配，计算风电机组和SVC设备的紧急无功可调量；确保电压恢复至正常控制范围后，执行风电机组和SVC设备的常规无功调配方案。本发明提供一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法，在多直流弱送端系统发生交直流连锁故障的前提下，以近区风电场无功源协调控制为基本原则，充分利用风电场内DFIG和SVC等设备的动态无功响应特性，进一步解决故障期间风电场并网点电压大幅度波动而引发风机大规模脱网的问题，对提高并网点电压稳定水平和风电的外送能力具有重要意义。
附图说明
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1是本发明提供的一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法流程图；
图2是单个风电场接入220kV区域电网的结构示意图。
具体实施方式
为了清楚了解本发明的技术方案，将在下面的描述中提出其详细的结构。显然，本发明实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的典型实施例详细描述如下，除详细描述的这些实施例外，还可以具有其他实施方式。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
图1是风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法的流程图。图1中，本发明提供的一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法，内容包括：
S1:设置DFIG参与无功支撑的参考电压阈值、SVC投切运行的参考电压阈值；
S2:基于并网点电压、DFIG机端电压以及Crowbar保护动作信息，调整风电机组和SVC的运行状态；
S3:基于多种可调状态，计算各无功补偿设备的极限无功可调量；
S4:风电场内的无功可调量分配，计算风电机组和SVC设备的紧急无功可调量；
S5:确保电压恢复至正常控制范围后，执行风电机组和SVC设备的常规无功调配方案。
2.根据权利要求1所述的一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法,其特征在于,所述S1包括以下步骤:
S101：机端电压越限期间，设置DFIG网侧变流器参与无功支撑的低电压阈值
Figure RE-GDA0002407972280000071
高电压阈值
Figure RE-GDA0002407972280000072
保证DFIG在无功支撑能力上的充分利用；
S102：并网点电压跌落期间，设置SVC的低电压切除阈值
Figure RE-GDA0002407972280000073
高电压重投阈值
Figure RE-GDA0002407972280000074
保证SVC在无功补偿能力上的充分利用；
S103：并网点电压骤升期间，设置SVC的高电压切除阈值
Figure RE-GDA0002407972280000075
低电压重投阈值
Figure RE-GDA0002407972280000076
避免SVC响应过慢导致无功过剩进一步拉大暂态过电压水平；
S104：如果所控制节点电压在预设死区范围内，风电场内SVC设备的无功补偿状态
Figure RE-GDA0002407972280000077
不为零，第i台DFIG的无功支撑状态
Figure RE-GDA0002407972280000078
置零。
3.根据权利要求1所述的一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法，其特征在于，所述S2包括以下步骤：
S201：采集t时刻风电场并网点电压Upcc，t、第i台双馈风机的机端电压UWi，t和Crowbar保护动作状态信息
Figure RE-GDA0002407972280000079
(取1表示Crowbar投入，取0表示未投入)；
S202：计算并网点电压Upcc，t与参考电压
Figure RE-GDA00024079722800000710
的偏差量，判断其是否在并网点电压控制死区的规定范围内。若偏差在死区规定范围内，则不需要进行紧急无功调节，等待下一个并网点电压检测时刻的到来；否则，执行下一步骤S203；
S203：若并网点电压发生跌落，基于并网点电压分布区间调整SVC的无功补偿状态
Figure RE-GDA00024079722800000711
即：
Figure RE-GDA0002407972280000081
S204：计算第i台双馈风机的机端电压UWi，t与参考电压
Figure RE-GDA0002407972280000082
的偏差量，若偏差在死区规定范围内，则该双馈风机不参加紧急无功调节；否则，基于机端电压分布区间和Crowbar保护动作状态调整DFIG网侧变流器的无功支撑状态
Figure RE-GDA0002407972280000083
即：
Figure RE-GDA0002407972280000084
式中，ε表示电压控制死区值。
S205：若并网点电压发生骤升，基于并网点电压分布区间调整SVC的无功补偿状态
Figure RE-GDA0002407972280000085
即：
Figure RE-GDA0002407972280000086
S206：计算第i台双馈风机的机端电压UWi，t与参考电压
Figure RE-GDA0002407972280000087
的偏差量，若偏差在死区规定范围内，则该双馈风机不参加紧急无功调节；否则，基于机端电压分布区间调整DFIG的无功支撑状态
Figure RE-GDA0002407972280000088
即：
Figure RE-GDA0002407972280000089
4.根据权利要求1所述的一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法, 其特征在于,所述S3包括以下步骤:
S301：风电场并网点电压越限及恢复过程中，SVC的无功补偿量有三种调节状态，对应调节状态下SVC设备的极限无功可调量
Figure RE-GDA0002407972280000091
为：
Figure RE-GDA0002407972280000092
式中，
Figure RE-GDA0002407972280000093
取正值表示SVC发出无功功率，近似取SVC容性支路的额定容量，取负值表示吸收无功功率，近似取其感性支路的额定容量；
Figure RE-GDA0002407972280000094
表示并网点低电压越限时SVC的电压调节器发出的电纳参考值；
Figure RE-GDA0002407972280000095
表示并网点高电压越限时SVC 的电压调节器发出的电纳参考值。
S302：双馈风机机端电压越限及恢复过程中，其无功输出量有四种调节状态，对应调节状态下第i台双馈风机的极限无功可调量
Figure RE-GDA0002407972280000096
为：
Figure RE-GDA0002407972280000097
式中，Sg max表示网侧变流器的额定容量，Pg表示有功功率；Qrq max表示转子变流器在该时刻能够吸收的最大无功功率，受该时刻有功输出和机端电压水平的制约。
5.根据权利要求1所述的一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法，其特征在于，所述S4包括以下步骤：
S401：根据风电场并网点电压与参考电压的偏差量，计算得到采用PI控制后风电场并网节点需要实时补偿的紧急无功需求量
Figure RE-GDA0002407972280000098
表达式为：
Figure RE-GDA0002407972280000099
式中，Kp、Ki分别为PI控制器的比例系数和积分系数；当并网点电压跌落时，需要增发无功，
Figure RE-GDA00024079722800000910
取正值；当并网点电压骤升时，需要吸收无功，
Figure RE-GDA00024079722800000911
取负值。
S402：计算SVC设备和各台风电机组的极限无功可调量，若无剩余调节能力，该设备不参与此次紧急无功调节量的分配，否则进入步骤S403。风电机组总的极限无功可调量
Figure RE-GDA0002407972280000101
可以表示为：
Figure RE-GDA0002407972280000102
式中，N1表示风电场内有紧急无功调节能力的DFIG的台数。
S403：
Figure RE-GDA0002407972280000103
和
Figure RE-GDA0002407972280000104
分别表示SVC和DFIG分配得到的紧急无功调节参考值。风电场内紧急无功可调量分配方案分为以下三种：
①当SVC挂网运行时，优先调节SVC，DFIG辅助调节，紧急无功可调量的分配方案如下式所示：
Figure RE-GDA0002407972280000105
②当SVC被切除，只有DFIG提供紧急无功支撑，紧急无功调节量的分配方案如下式所示：
Figure RE-GDA0002407972280000106
③当SVC重新投入并参与调节，DFIG不提供紧急无功支撑，紧急无功调节量的分配方案如下式所示：
Figure RE-GDA0002407972280000107
S404：若需要风电机组进行紧急无功调节，即
Figure RE-GDA0002407972280000108
为保证机组运行的可靠性，采用等功率因数无功分配策略将可调参考量在风电机组间进行二次分配，使各台可控风机的功率因数都等于λ。获取可控风电机组实际运行功率，计算风电场内可控风机的功率因数和第k台可调双馈风机的无功调节量
Figure RE-GDA0002407972280000109
Figure RE-GDA0002407972280000111
式中，Pk和Qk为第k台可调风电机组实际的有功功率与无功功率。
S405：若该无功调节量超出了风机的极限调节能力，该风机的紧急无功调节量取其极限调节量，需要对紧急无功差额进行再分配，计算紧急无功差额
Figure RE-GDA0002407972280000112
和再分配系数αk：
Figure RE-GDA0002407972280000113
式中，
Figure RE-GDA0002407972280000114
为第k台可控风电机组极限无功可调量；N3为风电场内参与再分配的可控风机节点编号集合。
S406：最终第k台可调双馈风机的紧急无功调节量分配方案
Figure RE-GDA0002407972280000115
如下式所示：
Figure RE-GDA0002407972280000116
6.根据权利要求1所述的一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法，其特征在于，所述S5包括以下步骤：
S501：基于无功调节量分配方案对各无功补偿/支撑设备进行紧急控制，检查并网点电压是否恢复到正常控制范围内，若没有，返回步骤S2。否则，执行步骤S502.
S502：风电场内紧急无功功率控制过程结束。确保SVC正常挂网，DFIG网侧变流器以单位功率因数模式运行，转子侧变流器以最大功率追踪模式运行，按照常规无功电压控制方法对网络的无功电压进行调整。
实施例2：
图2是单个风电场接入220kV区域电网的结构示意图。其中，该风电场可等值为三台参数相同的双馈风电机组(DFIG)，分别用G1、G2、G3表示，装机容量分别为66MW、50MW、132MW，每台双馈风机的出口经0.69/35kV的箱式变压器升压后连接集电线路，在风电场的35kV升压母线侧集中配置有SVC设备，补偿容量约为风电场内总装机容量的40％。风电场群汇集点经35/220kV的升压变压器升压后通过 220kV架空输电线路与外网相连接。
设置风电场近区直流系统在0.5s时刻发生单极闭锁故障。在SVC不参与无功补偿、DFIG不参与无功支撑的前提下，检测风电场PCC电压以及各DFIG机端电压随时间的波动情况，设定该时段内风电场集中并网点的电压参考值为故障前的稳态电压，即参考电压标幺值均为1.00(p.u.)，设置电压控制死区的范围为±1％，记录典型越限电压出现的若干时刻以及越限电压值，如下表所示：
Figure RE-GDA0002407972280000121
表1风电场并网母线电压及等值双馈风机机端电压的波动情况
以此为例，本发明提供的一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法包括：
S1：设置DFIG参与无功支撑的参考电压阈值、SVC投切运行的参考电压阈值；
故障及其恢复期间，机端电压发生高压越限，故设置DFIG网侧变流器参与无功支撑的高电压投入阈值为1.0260p.u.，设置电压骤升期间SVC的高电压切除阈值为1.0183，低电压重投阈值为1.0227p.u.。
S2：基于并网点电压、DFIG机端电压以及Crowbar保护动作信息，调整风电机组和SVC的运行状态；
基于表1中各时刻并网点电压、DFIG机端电压的波动情况，结合S1中设置的参考电压阈值，可知电压骤升及恢复期间，并网点电压在[0.5s,10s]时间区间内需要进行感性无功补偿，SVC于t＝0.5s退出运行，于t＝2.68s重新投入并网运行并参与无功调节，风电机组G1在[0.5s，2.4s]时间区间内参与无功支撑，G2在 [0.5s,2.38s]时间区间内参与无功支撑，G3在[0.5s,10s]时间区间内参与无功支撑。
S3：基于多种可调状态，计算各无功补偿设备的极限无功可调量；
SVC投入运行过程阶段，以及DFIG参与无功支撑时能够吸收的最大无功功率分别为：
Figure RE-GDA0002407972280000131
表2各无功调节设备参与紧急无功调节时的极限无功可调量
S4：风电场内的无功可调量分配，计算风电机组和SVC设备的紧急无功可调量；
根据风电场并网点电压与参考电压的偏差量，采用PI控制后计算得到各个关键时间节点风电场并网节点需要补偿的紧急无功需求量，如下表所示：
Figure RE-GDA0002407972280000132
表3各时刻PCC点需要补偿的紧急无功需求量
结合S2和S3可知，各时间段参与紧急无功调节的设备和极限无功可调量如下表所示：
Figure RE-GDA0002407972280000133
Figure RE-GDA0002407972280000141
表4各时段的紧急无功调节设备及极限无功可调总量
结合表3、表4数据执行紧急无功调节量的分配方案，得到各时刻SVC设备和风电机组分配得到的紧急无功调节参考量分别为：
Figure RE-GDA0002407972280000142
表5各紧急无功调节设备分配得到的无功调节参考量
结合表4、表5可知，紧急无功可调量足以满足调节需求，进一步考虑双馈风机等功率因数运行，得到风电机组参与无功支撑的关键时间节点上各DFIG机组分配得到紧急无功调节参考量分别为：
Figure RE-GDA0002407972280000143
表6各双馈风电机组分配得到的无功调节参考量
可以看到，各DFIG的紧急无功调节量均未超出其极限无功可调能力，故无需执行紧急无功调节量在风电机组间的二次分配。
S5：确保电压恢复至正常控制范围后，执行风电机组和SVC设备的常规无功调配方案。
基于无功调节量分配方案对各无功补偿/支撑设备进行紧急控制，记录紧急控制前后各电压越限时刻PCC的电压值，如下表所示：
Figure RE-GDA0002407972280000144
表7紧急控制前后PCC电压值随时间波动的情况
由上表可知，采取紧急无功控制后，并网点电压越限程度明显降低，并且最终的稳态电压也在正常电压控制范围内，达成了很好的防止电压过冲、快速控制并网点电压过限的效果。然后，进一步按照常规无功电压控制方法对网络的无功电压进行调整。
对照表2和表5可知，传统紧急无功控制方案只考虑了SVC的紧急无功支撑能力，可能出现紧急无功调节能力不足的情况，严重时可能需要额外配置紧急无功调控资源，而基于SVC和DFIG协调优化的调节方案在紧急无功可调量方面保留了较大的裕度，充分利用DFIG网侧变流器的动态无功响应特性，在机端电压越限时对系统进行无功支撑，缩短了风机低电压或者高电压穿越的时限，降低了风机脱网的风险，有利于风电的大规模友好并网。因此，证明了本文所提的一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法的有效性。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法，其特征在于,所述计算方法包括以下步骤:
S1:设置DFIG参与无功支撑的参考电压阈值、SVC投切运行的参考电压阈值；
S2:基于并网点电压、DFIG机端电压以及Crowbar保护动作信息，调整风电机组和SVC的运行状态；
S3:基于多种可调状态，计算各无功补偿设备的极限无功可调量；
S4:风电场内的无功可调量分配，计算风电机组和SVC设备的紧急无功可调量；
S5:确保电压恢复至正常控制范围后，执行风电机组和SVC设备的常规无功调配方案。
2.根据权利要求1所述的一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法,其特征在于,所述S1包括以下步骤:
S101：机端电压越限期间，设置DFIG网侧变流器参与无功支撑的低电压阈值
Figure FDA0002326952940000011
高电压阈值
Figure FDA0002326952940000012
S102：并网点电压跌落期间，设置SVC的低电压切除阈值
Figure FDA0002326952940000013
高电压重投阈值
Figure FDA0002326952940000014
S103：并网点电压骤升期间，设置SVC的高电压切除阈值
Figure FDA0002326952940000015
低电压重投阈值
Figure FDA0002326952940000016
S104：如果所控制节点电压在预设死区范围内，风电场内SVC设备的无功补偿状态
Figure FDA0002326952940000017
不为零，第i台DFIG的无功支撑状态
Figure FDA0002326952940000018
置零。
3.根据权利要求1所述的一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法，其特征在于，所述S2包括以下步骤：
S201：采集t时刻风电场并网点电压Upcc，t、第i台双馈风机的机端电压UWi，t和Crowbar保护动作状态信息
Figure FDA0002326952940000021
(取1表示Crowbar投入，取0表示未投入)；
S202：计算并网点电压Upcc，t与参考电压
Figure FDA0002326952940000022
的偏差量，判断其是否在并网点电压控制死区的规定范围内。若偏差在死区规定范围内，则不需要进行紧急无功调节，等待下一个并网点电压检测时刻的到来；否则，执行下一步骤S203；
S203：若并网点电压发生跌落，基于并网点电压分布区间调整SVC的无功补偿状态
Figure FDA0002326952940000023
S204：计算第i台双馈风机的机端电压UWi，t与参考电压
Figure FDA0002326952940000024
的偏差量，若偏差在死区规定范围内，则该双馈风机不参加紧急无功调节；否则，基于机端电压分布区间和Crowbar保护动作状态调整DFIG网侧变流器的无功支撑状态
Figure FDA0002326952940000025
S205：若并网点电压发生骤升，基于并网点电压分布区间调整SVC的无功补偿状态
Figure FDA0002326952940000026
S206：计算第i台双馈风机的机端电压UWi，t与参考电压
Figure FDA0002326952940000027
的偏差量，若偏差在死区规定范围内，则该双馈风机不参加紧急无功调节；否则，基于机端电压分布区间调整DFIG的无功支撑状态
Figure FDA0002326952940000028
4.根据权利要求1所述的一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法,其特征在于,所述S3包括以下步骤:
S301：风电场并网点电压越限及恢复过程中，SVC的无功补偿量有三种调节状态，对应调节状态下SVC设备的极限无功可调量
Figure FDA0002326952940000029
S302：双馈风机机端电压越限及恢复过程中，其无功输出量有四种调节状态，对应调节状态下第i台双馈风机的极限无功可调量
Figure FDA00023269529400000210
5.根据权利要求1所述的一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法，其特征在于，所述S4包括以下步骤：
S401：根据风电场并网点电压与参考电压的偏差量，计算得到采用PI控制后风电场并网节点需要实时补偿的紧急无功需求量
Figure FDA0002326952940000032
表达式为：
Figure FDA0002326952940000031
式中，Kp、Ki分别为PI控制器的比例系数和积分系数。
S402：计算SVC设备和各台风电机组的极限无功可调量，若无剩余调节能力，该设备不参与此次紧急无功调节量的分配，否则进入步骤S403。计算风电机组总的极限无功可调量
Figure FDA0002326952940000033
S403：
Figure FDA0002326952940000034
和
Figure FDA0002326952940000035
分别表示SVC和DFIG分配得到的紧急无功调节参考值。确定SVC挂网运行时、SVC被切除后以及SVC重新投入并参与调节时三种情况下风电场内紧急无功可调量分配方案。
S404：若需要风电机组进行紧急无功调节，即
Figure FDA0002326952940000036
采用等功率因数无功分配策略将可调参考量在风电机组间进行二次分配，使各台可控风机的功率因数都等于λ。获取可控风电机组实际运行功率，计算风电场内可控风机的功率因数和第k台可调双馈风机的无功调节量
Figure FDA0002326952940000037
S405：若该无功调节量超出了风机的极限调节能力，该风机的紧急无功调节量取其极限调节量，需要对紧急无功差额进行再分配，计算紧急无功差额
Figure FDA0002326952940000038
和再分配系数αk；
S406：确定最终第k台可调双馈风机的紧急无功调节量分配方案
Figure FDA0002326952940000039
6.根据权利要求1所述的一种风电场内DFIG和SVC无功紧急协调控制方法，其特征在于，所述S5包括以下步骤：
S501：基于无功调节量分配方案对各无功补偿/支撑设备进行紧急控制，检查并网点电压是否恢复到正常控制范围内，若没有，返回步骤S2。否则，执行步骤S502.
S502：风电场内紧急无功功率控制过程结束。确保SVC正常挂网，DFIG网侧变流器以单位功率因数模式运行，转子侧变流器以最大功率追踪模式运行，按照常规无功电压控制方法对网络的无功电压进行调整。
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