CN113364031A - 一种风电场汇集站的变压器分接头的快速控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种风电场汇集站的变压器分接头的快速控制方法，所述风电场包括主升压变压器以及与所述主升压变压器的低压侧连接的多个风力发电机组的升压变压器；所述方法包括以下步骤：实时检测风电场汇集站的高压母线电压，并根据所述高压母线电压计算电压上升率或电压下降率；根据所述高压母线电压与预设门槛值的比较结果以及电压上升率或电压下降率与预设门槛值的比较结果，通过快速开关调节所述主升压变压器的有载调压分接头；本发明可以提高风电场内的风机高电压、低电压穿越能力，降低因交流系统故障导致风电机组脱网的概率。
Description
技术领域
本发明属于风电发电并网技术领域，具体涉及一种风电场汇集站的变压器分接头的快速控制方法。
背景技术
近年来，新能源装机取得了迅猛的发展，以及国家相关政策产业的支持下，以及在风电、光伏成本的逐步降低的环境下，新能源发电优势得到了进一步的体现。在近十年来，风电装机不断的提升，尤其是一些风力资源发达的地区，风电装机呈现了百万千瓦甚至千万千瓦级的装机规模，风电的送出方式多样，从由交流线路送出到交直流混联送出、直流送出。在风电装机得到不断提升的形势下，风电送出也出现了一些新的问题，如风电机组投运年份不相同、生产厂家各异，高、低电压穿越能力有所不同，尤其是早期投运的风电机组高、低电压穿越能力不足。在风电场过于集中时，在交流系统出现接地故障时，此时可能拉低风电出口的电压。风电场大规模脱网的事故风险不断增大。而在风电由交直流送出或直流输电送出时，直流送出系统出现闭锁故障时，风电送端可能出现过电压问题，风电场存在高电压穿越能力不足出现大规模脱网风险。
近些年来，我国的新疆、内蒙等风电资源相对集中的地区，均出现过由于交流系统故障导致风电机组大规模脱网的事故，造成了较大的经济损失，如果对每个风电机组进行高、低电压穿越能力改造。则成本投入巨大，经济性极低。因此如何采用相对有效的方法来提高风电场的高、低电压穿越能力变得极为迫切。
发明内容
本发明的目的在于提出一种风电场汇集站的变压器分接头的快速控制方法，可以提高风电场内的风机高电压、低电压穿越能力，降低因交流系统故障导致风电机组脱网的概率。
为实现上述目的，本发明的实施例提出一种风电场汇集站的变压器分接头的快速控制方法，所述风电场包括主升压变压器以及与所述主升压变压器的低压侧连接的多个风力发电机组的升压变压器，所述主升压变压器的高压侧连接交流电网；所述方法包括以下步骤：
实时检测风电场汇集站的高压母线电压，并根据所述高压母线电压计算电压上升率或电压下降率；
根据所述高压母线电压与预设门槛值的比较结果以及电压上升率或电压下降率与预设门槛值的比较结果，通过快速开关调节所述主升压变压器的有载调压分接头。
可选地，当所述高压母线电压大于高压设定门槛值并且电压上升率大于预设值K1时，通过快速开关断开所述主升压变压器的工作分接头，同时快速开关触发投入所述主升压变压器的高一级分接头以增大升压变的变比。
可选地，当所述高压母线电压小于低压设定门槛值并且电压下降率小于预设值K2时，则通过快速开关断开所述主升压变压器的工作分接头，同时快速开关触发投入所述主升压变压器的低一级分接头以减小升压变的变比。
可选地，所述主升压变压器的有载调压分接头的高压侧分接头有五个分接头，分别对应的分接头位置为+5、+2.5、0、-2.5、-5，其中，0代表分接头中间位置，每个分接头位置均有快速开关控制投切。
可选地，所述快速开关触发投入所述主升压变压器的高一级分接头具体为：将所述主升压变压器的高压侧+5分接头投入。
可选地，所述快速开关触发投入所述主升压变压器的低一级分接头具体为：将主变高压侧-5分接头投入。
本发明实施例至少具有以下有益效果：
提出了在风电场汇集站高压出口处快速开关控制的升压变分接头的方法，可以在交流电网电压波动期间，调节所有风电机组出口处的电压，防止风机出现大规模脱网事故，避免对每台风电机组进行改造，大幅降低了投资成本；并且，本实施例方法的实施不影响正常时电网运行结构，几乎不增加电网损耗，在电压平息后，主变分接头可以恢复到初始的运行状态。
附图说明
图1为本发明实施例中一种安装在风电场变压器分接头的快速控制方法的流程图。
图2为本发明实施例中风电场以及汇集站的场景示意图。
图3为本发明实施例中变压器分接头快速开关投入对风电场高压侧母线电压影响对比曲线示意图。
图4为本发明实施例中一种安装在风电场变压器分接头的快速控制方法的具体流程图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
参阅图1，本发明的实施例提出一种风电场汇集站的变压器分接头的快速控制方法，所述风电场包括主升压变压器以及与所述主升压变压器的低压侧连接的多个风力发电机组的升压变压器，所述主升压变压器的高压侧连接交流电网；
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤S1、实时检测风电场汇集站的高压母线电压，并根据所述高压母线电压计算电压上升率或电压下降率；
步骤S2、根据所述高压母线电压与预设门槛值的比较结果以及电压上升率或电压下降率与预设门槛值的比较结果，通过快速开关调节所述主升压变压器的有载调压分接头；
在步骤S2中，当所述高压母线电压大于高压设定门槛值并且电压上升率大于预设值K1时，通过快速开关断开所述主升压变压器的工作分接头，同时快速开关触发投入所述主升压变压器的高一级分接头以增大升压变的变比；
在步骤S2中，当所述高压母线电压小于低压设定门槛值并且电压下降率小于预设值K2时，则通过快速开关断开所述主升压变压器的工作分接头，同时快速开关触发投入所述主升压变压器的低一级分接头以减小升压变的变比。
具体地，所述主升压变压器的有载调压分接头的高压侧分接头有五个分接头，分别对应的分接头位置为+5、+2.5、0、-2.5、-5，其中，0代表分接头中间位置，每个分接头位置均有快速开关控制投切。
具体地，所述快速开关触发投入所述主升压变压器的高一级分接头具体为：将所述主升压变压器的高压侧+5分接头投入。
具体地，所述快速开关触发投入所述主升压变压器的低一级分接头具体为：将主变高压侧-5分接头投入。
如图2所示为本实施例方法应用的一种风电场及汇集站的结构示意图，图2示出两个风电场，正常运行时，两个风电场通过其0.69/10kV的变压器升压后到汇集站(即10/11kV变压器的低压侧)，进一步升压为110kV电压等级后再接入交流电网S，正常运行时，10/11kV变压器的分接头处于0档位置，不改变两侧的变比，在交流电网因接地故障发生波动时，实时检测高压母线电压的变化。
图3表示变压器分接头快速开关投入对风电场高压侧母线电压影响对比曲线，图中的曲线1表示分接头快速开关在故障期间不投入对风电场高压侧母线电压影响曲线，曲线2表示分接头快速开关在故障期间投入对风电场高压侧母线电压影响曲线，可以看出在故障期间基于快速开关的变压器分接头的控制可以减缓电压的下降。
当交流系统发生220kV线路接地故障，主保护拒动，后备保护动作，故障接地时间持续1s，此时风电场汇集站送出线路的电压发生了变化，如图3中的实线表示快速开关不动作时的电压曲线，由于电压跌落幅度大，风电场存在大规模脱网风险，图中的虚线表示电压动作达到快速开关动作门槛值，电压跌落幅度低于低压设定门槛值并且电压下降率小于K2且电压下降速率小于K2，K2＝-2p.u./s，此时急需提升风电机组出口侧的电压水平，因此需要减低变比，因此通过快速开关快速将高压侧的分接头跳到-2*2.5％的位置，即分接头的最低档。此时相对在0档位来说，风电场接入低压侧的电压将会提升5％左右。同理，在出现过电压时，如当高压母线电压超过额定电压的1.1倍，且电压上升率大于K1，K1＝1.0p.u./s，则通过快速开关调节到最高档，即+2*2.5％的位置。此时，风电场接入低压侧的电压将会降低5％左右。当检测到升压变高压侧母线电压恢复大0.9-1.1额定电压范围内，并维持了T1秒(可取10s)，则将主变调节到故障前的分接头位置。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (6)
1.一种风电场汇集站的变压器分接头的快速控制方法，所述风电场包括主升压变压器以及与所述主升压变压器的低压侧连接的多个风力发电机组的升压变压器，所述主升压变压器的高压侧连接交流电网；其特征在于，所述方法包括以下步骤：
实时检测风电场汇集站的高压母线电压，并根据所述高压母线电压计算电压上升率或电压下降率；
根据所述高压母线电压与预设门槛值的比较结果以及电压上升率或电压下降率与预设门槛值的比较结果，通过快速开关调节所述主升压变压器的有载调压分接头。
2.根据权利要求1所述的风电场汇集站的变压器分接头的快速控制方法，其特征在于，当所述高压母线电压大于高压设定门槛值并且电压上升率大于预设值K1时，通过快速开关断开所述主升压变压器的工作分接头，同时快速开关触发投入所述主升压变压器的高一级分接头以增大升压变的变比。
3.根据权利要求1所述的风电场汇集站的变压器分接头的快速控制方法，其特征在于，当所述高压母线电压小于低压设定门槛值并且电压下降率小于预设值K2时，则通过快速开关断开所述主升压变压器的工作分接头，同时快速开关触发投入所述主升压变压器的低一级分接头以减小升压变的变比。
4.如权利要求1所述的风电场汇集站的变压器分接头的快速控制方法，其特征在于，所述主升压变压器的有载调压分接头的高压侧分接头有五个分接头，分别对应的分接头位置为+5、+2.5、0、-2.5、-5，其中，0代表分接头中间位置，每个分接头位置均有快速开关控制投切。
5.如权利要求1所述的一种风电场汇集站的变压器分接头的快速控制方法，其特征在于，所述快速开关触发投入所述主升压变压器的高一级分接头具体为：将所述主升压变压器的高压侧+5分接头投入。
6.如权利要求1所述的一种风电场汇集站的变压器分接头的快速控制方法，其特征在于，所述快速开关触发投入所述主升压变压器的低一级分接头具体为：将主变高压侧-5分接头投入。
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