專利名稱：一種采用分布式風電場并網(wǎng)控制的拓撲結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風電場控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種采用分布式風電場并網(wǎng)控制的拓撲結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著風力發(fā)電在電源中的比重不斷增大，風電入網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響已不容忽視，電網(wǎng)要求風電機組具有較高的電網(wǎng)適應性，并且具備穩(wěn)壓控制功能?，F(xiàn)有集中式風電場在電網(wǎng)中所占比例較小，屬于電源弱電網(wǎng)強的情況，其供電結(jié)構(gòu)為傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)輻射狀供電結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)集中式風電場一般是幾十臺甚至上百臺為單位集中接入電網(wǎng)，易受區(qū)域限制，工程造價比較高，不能根據(jù)用戶負載進行靈活調(diào)節(jié)，很難有 效做到對有功和無功的協(xié)調(diào)控制來穩(wěn)定電網(wǎng)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種采用分布式風電場并網(wǎng)控制的拓撲結(jié)構(gòu)，用戶負載與風電機組設(shè)在同一電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，通過電網(wǎng)調(diào)度中心發(fā)出相關(guān)指令，對風電機組切入切出及電網(wǎng)進行調(diào)節(jié)控制，對有功和無功的協(xié)調(diào)控制有效地穩(wěn)定電網(wǎng)。一種采用分布式風電場并網(wǎng)控制的拓撲結(jié)構(gòu)，包括與電網(wǎng)連接的電網(wǎng)調(diào)度中心，所述電網(wǎng)調(diào)度中心連接有與電網(wǎng)連接的自動電壓控制系統(tǒng)，所述自動電壓控制系統(tǒng)連接有數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)及與電網(wǎng)連接的靜態(tài)同步補償器，所述數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)連接有與電網(wǎng)連接的若干組風電機組，所述電網(wǎng)還連接有用戶負載，所述用戶負載與風電機組設(shè)在同一電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中。所述風電機組可一組或若干組切入切出電網(wǎng)，所述風電機組切入切出電網(wǎng)的間隔控制時間在彡5s，所述風電機組的并網(wǎng)有功上升速率彡50kw/s，脫網(wǎng)有功下降速率彡300kw/s,所述風電機組的零電壓穿越能力時間彡300ms,高電壓穿越能力時間< 500ms，所述自動電壓控制系統(tǒng)設(shè)有無功功率補償控制器及與無功功率補償控制器連接的無功分配器，所述數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)設(shè)有風電場無功功率極限計算模塊。本發(fā)明一種采用分布式風電場并網(wǎng)控制的拓撲結(jié)構(gòu)，用戶負載與風電機組設(shè)在同一電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，通過電網(wǎng)調(diào)度中心發(fā)出相關(guān)指令，對風電機組切入切出及電網(wǎng)進行調(diào)節(jié)控制，對有功和無功的協(xié)調(diào)控制有效地穩(wěn)定電網(wǎng)，減小風電機組的切入切出對電網(wǎng)的沖擊。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細說明，其中圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的全場恒無功控制模式示意圖。圖3為本發(fā)明的恒電壓控制模式示意圖。圖4為本發(fā)明電壓穿越能力示意圖。
具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作詳細說明。本發(fā)明一種采用分布式風電場并網(wǎng)控制的拓撲結(jié)構(gòu)，包括與電網(wǎng)6連接的電網(wǎng)調(diào)度中心1，所述電網(wǎng)調(diào)度中心I連接有與電網(wǎng)6連接的自動電壓控制系統(tǒng)2，所述自動電壓控制系統(tǒng)2連接有數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)3和與電網(wǎng)6連接的靜態(tài)同步補償器9，所述數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)3連接有與電網(wǎng)6連接的若干組風電機組5，所述電網(wǎng)6還連接有用戶負載8，所述用戶負載8與風電機組5設(shè)在同一電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，改變了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)輻射狀的供電結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)用戶負載8的情況靈活調(diào)節(jié)，實現(xiàn)就地發(fā)電就地消化，使電網(wǎng)6運行更穩(wěn)定。所述風電機組5可一組或若干組切入切出電網(wǎng)6，所述風電機組5切入切出電網(wǎng)6的間隔控制時間彡5s，減小風電機組5切入切出對電網(wǎng)6的沖擊作用，所述風電機組5并網(wǎng)有功上升速率< 50kw/s，脫網(wǎng)有功下降速率< 300kw/s，所述風電機組5的零電壓穿越能力時間< 300ms，高電壓穿越能力時間< 500ms。所述自動電壓控制系統(tǒng)2設(shè)有無功功率補償 控制器21及與無功功率補償控制器21連接的無功分配器22，所述數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)3設(shè)有風電場無功功率極限計算模塊31。根據(jù)用戶負載8對分布式風電場進行全場有功功率控制，電網(wǎng)調(diào)度中心I發(fā)出的調(diào)度指令，分攤有功功率至分布式風電場中獨立接入電網(wǎng)6的風電機組5，根據(jù)當前全場平均風速計算出預測功率，當調(diào)度指令值大于預測功率時，每臺風電機組5速度設(shè)定到額定值，從而最大限度地吸收風能。當調(diào)度指令值小于預測功率時，啟動限功率策略，判定調(diào)度指令值是否大于所有風電機組5最小并網(wǎng)轉(zhuǎn)速對應的最小功率之和，如果調(diào)度指令值大于所有風電機組5最小并網(wǎng)轉(zhuǎn)速對應的最小功率之和，則各風電機組5速度設(shè)定到并網(wǎng)轉(zhuǎn)速，如果調(diào)度指令值小于所有風電機組5最小并網(wǎng)轉(zhuǎn)速對應的最小功率之和，則進一步判斷每臺風電機組5與第一次有功分配值的關(guān)系，同時向數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控系統(tǒng)3發(fā)送風電機組5的功率限制信息及臺數(shù)，如果風電機組5當前功率30秒平均值小于第一次有功分配值，則當前風電機組5速度設(shè)定為額定轉(zhuǎn)速。否則以20rpm的步長減小設(shè)定轉(zhuǎn)速，直到當前功率30秒平均值與第二次有功分配值的誤差控制在50kw以內(nèi)，第二次有功分配值是系統(tǒng)根據(jù)接入電網(wǎng)6的風電機組5臺數(shù)信息由有功重新分配算法得到。根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度中心I發(fā)出的調(diào)度指令，還可以選擇恒功率因數(shù)控制、恒無功控制和恒電壓控制三種控制方式。恒功率因數(shù)控制，風電機組5根據(jù)當前風電機組5有功功率，按設(shè)定的功率因數(shù)計算出需要發(fā)出的無功功率，在計算出全場無功的輸出。恒無功控制，風電機組5根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度中心I發(fā)出的調(diào)度指令，各風電機組5對無功功率進行能力分攤。P·為風電機組輸入機械功率，Ps> Pr分別為定子發(fā)出的有功功率和轉(zhuǎn)子發(fā)出的無功功率，Pc>Qe分別為網(wǎng)側(cè)變換器從電網(wǎng)6吸收的有功功率和無功功率，Pg、Qg為風電機組5送入電網(wǎng)6的有功功率和無功功率。忽略電機定轉(zhuǎn)子繞組損耗，有如下關(guān)系Pmec=Ps-PrPs=Pmec/(1-s)Pr=SPmec/(1-s)Qsmin, Qsmax分別為定子無功功率最小值和最大值，則定子無功功率
Qs ^ tQsmin) Qsmax^。則有
權(quán)利要求
1.一種采用分布式風電場并網(wǎng)控制的拓撲結(jié)構(gòu)，包括與電網(wǎng)連接的電網(wǎng)調(diào)度中心(1)，其特征在于所述電網(wǎng)調(diào)度中心(I)連接有與電網(wǎng)連接的自動電壓控制系統(tǒng)(2)，所述自動電壓控制系統(tǒng)(2)連接有數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(3)及與電網(wǎng)連接的靜態(tài)同步補償器(9)，所述數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(3)連接有與電網(wǎng)連接的若干組風電機組(5)，所述電網(wǎng)還連接有用戶負載(8)，所述用戶負載(8)與風電機組(5)設(shè)在同一電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中。
2.按權(quán)利要求I所述一種采用分布式風電場并網(wǎng)控制的拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述風電機組(5)可一組或若干組切入切出電網(wǎng)(6)，所述風電機組(5)切入切出電網(wǎng)(6)的間隔控制時間≥5S。
3.按權(quán)利要求2所述一種采用分布式風電場并網(wǎng)控制的拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述風電機組(5)的并網(wǎng)有功上升速率50KW/S，所述風電機組(5)的脫網(wǎng)有功下降速率< 300KW/S0
4.按權(quán)利要求I所述一種采用分布式風電場并網(wǎng)控制的拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述風電機組(5)的零電壓穿越能力時間≤300ms,高電壓穿越能力時≤500mso
5.按權(quán)利要求I所述一種采用分布式風電場并網(wǎng)控制的拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述自動電壓控制系統(tǒng)(2)設(shè)有無功功率補償控制器(21)及與無功功率補償控制器(21)連接的無功分配器(22)。
6.按權(quán)利要求I所述一種采用分布式風電場并網(wǎng)控制的拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(3)設(shè)有風電場無功功率極限計算模塊(31)。
全文摘要
本發(fā)明一種采用分布式風電場并網(wǎng)控制的拓撲結(jié)構(gòu)，用戶負載與風電機組設(shè)在同一電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，改變了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)輻射狀的供電結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)用戶負載的情況靈活調(diào)節(jié)，實現(xiàn)就地發(fā)電就地消化，使電網(wǎng)運行更穩(wěn)定。通過電網(wǎng)調(diào)度中心發(fā)出相關(guān)指令，對風電機組切入切出及電網(wǎng)進行調(diào)節(jié)控制，對有功和無功的協(xié)調(diào)控制有效地穩(wěn)定電網(wǎng)，減小風電機組的切入切出對電網(wǎng)的沖擊。
文檔編號H02J3/38GK102801182SQ20121029710
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者蘭志杰, 陳超, 趙旭, 陳思范 申請人:廣東明陽風電產(chǎn)業(yè)集團有限公司