電壓無功綜合考慮的風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置調(diào)節(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于風(fēng)電場電壓無功自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電壓無功綜合考慮的風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]國標(biāo)GB/T19963-2011《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》指出:風(fēng)電場的無功電源包括風(fēng)電機(jī)組及風(fēng)電場無功補(bǔ)償裝置。風(fēng)電場要充分利用風(fēng)電機(jī)組的無功容量及其調(diào)節(jié)能力；當(dāng)風(fēng)電機(jī)組的無功容量不能滿足系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)需要時(shí)，應(yīng)在風(fēng)電場集中加裝適當(dāng)容量的無功補(bǔ)償裝置(如固定電容器組)，必要時(shí)加裝動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置(SVG)。
[0003]按照該國標(biāo)要求，風(fēng)電場應(yīng)配置無功電壓控制系統(tǒng)(AVC子站)，具備無功功率調(diào)節(jié)及電壓控制能力。根據(jù)電力系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)(AVC主站)指令，風(fēng)電場自動(dòng)調(diào)節(jié)其發(fā)出(或吸收)的無功功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓的控制，其調(diào)節(jié)速度和控制精度應(yīng)能滿足電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)的要求。
[0004]該國標(biāo)還規(guī)定，風(fēng)電場的電壓控制目標(biāo)為:當(dāng)公共電網(wǎng)電壓處于正常范圍內(nèi)時(shí)，通過110(66)kV電壓等級(jí)接入電網(wǎng)的風(fēng)電場應(yīng)能夠控制風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓在標(biāo)稱電壓的97%?107%范圍內(nèi)，通過220kV及以上電壓等級(jí)接入電網(wǎng)的風(fēng)電場應(yīng)能夠控制風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓在標(biāo)稱電壓的100%?110%范圍內(nèi)。
[0005]動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置(SVG)無功輸出分發(fā)出或吸收兩個(gè)方向，一般用正數(shù)表示發(fā)出無功、用負(fù)數(shù)表示吸收無功，如一套動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的額定容量為20MVar (兆乏)，則其無功可在-20MVar至+20MVar之間平滑調(diào)節(jié)輸出。動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功輸出為OMVar，表示它既不發(fā)出無功、也不吸收無功。
[0006]目前各地風(fēng)電場安裝的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置只能按照“恒電壓”或“恒無功”兩種方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。所謂“恒電壓”調(diào)節(jié)方法就是AVC子站將調(diào)度電壓指令直接發(fā)送給SVG，SVG自動(dòng)調(diào)節(jié)無功輸出使電壓達(dá)到電壓指令的控制范圍。所謂“恒無功”調(diào)節(jié)方法就是AVC子站將調(diào)度電壓指令通過計(jì)算轉(zhuǎn)換成無功調(diào)節(jié)量再發(fā)送給SVG，SVG調(diào)節(jié)無功輸出達(dá)到無功指令的目標(biāo)值。實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，采用“恒電壓”調(diào)節(jié)方式時(shí)，如果風(fēng)電場安裝有多臺(tái)SVG裝置，會(huì)出現(xiàn)SVG無功調(diào)節(jié)正負(fù)方向相反且振蕩加劇的問題;采用“恒無功”調(diào)節(jié)方式時(shí)，由于AVC子站數(shù)據(jù)采集與無功調(diào)節(jié)量轉(zhuǎn)換計(jì)算之間必定存在時(shí)間差，會(huì)出現(xiàn)SVG無功調(diào)節(jié)到位而電壓并不合格的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種電壓無功綜合考慮的風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置調(diào)節(jié)方法，本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置對(duì)電壓、無功兩個(gè)目標(biāo)的綜合調(diào)節(jié)，提高了風(fēng)電場電壓合格率;可以避免多個(gè)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功調(diào)節(jié)正負(fù)方向相反且振蕩加劇的現(xiàn)象;可以徹底消除多個(gè)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功調(diào)節(jié)正負(fù)方向相反的問題。有利于提高風(fēng)電場運(yùn)行的安全性和可靠性。
[0008]本發(fā)明提出的電壓無功綜合考慮的風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置調(diào)節(jié)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0009]I)風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置容量記為Qsvg—capacity，無功調(diào)節(jié)步長記為Qsvg—step，電壓緊急上下限記為Upoc—up—limit和Upoc—down—limit，電壓合格帶寬記為Uzone，電壓調(diào)節(jié)死區(qū)記為Udeadband ；動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功調(diào)節(jié)對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的靈敏度記為Spcic ；
[0010]2)在調(diào)節(jié)周期到來時(shí)，從調(diào)度獲取本動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的電壓控制目標(biāo)值Utarge3t和無功控制目標(biāo)值Qtarget；采集本動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置自身的當(dāng)前無功輸出值記為Qsvg；采集并網(wǎng)點(diǎn)母線電壓Up。。；
[0011 ] 3)考慮電壓緊急上下限、電壓合格帶寬和電壓調(diào)節(jié)死區(qū)，將電壓目標(biāo)Utarget修正為母線電壓上限值IW—UP和下限值IW—d_:
[0012]Upoc_up = Utarget+U zone/2—Udeadband[001 3 ] Upoc—down — Utarget-Uzone/2+Udeadband
[0014]若Up。?！猽p > Up。?！猽p—limit，則Up oc—up Upoc—up—limit
[0015]右Upoc—down〈Upoc—down—limit，則Upoc_down Upocdownlimit
[0016]4)若并網(wǎng)點(diǎn)母線電壓在上限值和下限值之間，則轉(zhuǎn)步驟6)，表明電壓合格，需進(jìn)行“恒無功”調(diào)節(jié);否則轉(zhuǎn)步驟5)，表明電壓已不合格，需進(jìn)行“恒電壓”調(diào)節(jié)；
[0017]5)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置執(zhí)行“恒電壓”調(diào)節(jié):
[0018]5-1)若UPC1C>UP。?！猆P，即并網(wǎng)點(diǎn)母線電壓高于上限值，則需要降無功，無功下調(diào)量為:
[0019]Qset
down (UPoc-UPoc_uP)/SPoc
[0020]右"Qsvt—down〉Qsvg—step，則Qset—down— Qsvg—step ;
[0021 ] 動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功設(shè)定值為Qsvg—set = Qsvg-Qset—d—，轉(zhuǎn)步驟7)；
[0022]5-2)若IW<IW—d_，即并網(wǎng)點(diǎn)母線電壓低于下限值，則需要升無功，無功上調(diào)量為:
[0023]Qset up— (Upoc_down—Upoc )/Spoc
[0024]右Qset—up〉Qsvg—step，貝[jQset—up— Qsvg—step ;
[°°25] 動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功設(shè)定值為QSVg—set = Qsvg+Qset—up，轉(zhuǎn)步驟7)；
[0026]6)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置執(zhí)行“恒無功”調(diào)節(jié):
[0027]6-1)根據(jù)母線電壓上限值UP。。—#和下限值UP。。—d_計(jì)算動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功輸出上調(diào)限值和下調(diào)限值:
[0028]Qset
up_limit— (Upoc up-Upoc ) /Spoc
[0029]Qset
—down—limit — (Upoc_Upoc—down) / Spoc
[0030]6-2)若Qsvg>Qtarge3t，則需要降無功，無功下調(diào)量為:
[0031 ] Qset
down Qsvg-Qtarget
[0032]^*Qsvg—down〉Qsvg—step，貝[JQsvg—down — Qsvg—step ;
[0033 ]若 Qset—d_ > Qset_ down limit，貝[jQsvg_down — Qset—down—limit ；
[0034]動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功設(shè)定值為QSVg—set = Qsvg-Qset—d_，轉(zhuǎn)步驟7);
[0035]6-3)若Qsvg<Qtarget，則需要升無功，無功上調(diào)量為:
[0036]Qsetup一Qtarget-Qsvg
[0037]右Qset—up〉Qsvg—step，貝[JQsvg—up— Qsvg—step ;
[0038]若Qset—up> Qset_ —up—limit，貝丨JQsvg—up — Qset—up—limit;
[0039]動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功設(shè)定值為Qsvg—se3t = QSVg+QS(3t—up，轉(zhuǎn)步驟7)；
[0040]7)根據(jù)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置容量修正無功設(shè)定值并輸出，轉(zhuǎn)步驟8);
[0041 ]Qsvg—set〉Qsvg—capacity，貝[jQsvg—set Qsvg—capacity ;
[0042]^EfQsvg—set〈_Qsvg—capacity，貝[jQsvg—set _Qsvg—capacity ;
[0043]8)等待下一個(gè)調(diào)節(jié)周期，返回步驟2)。
[0044]本發(fā)明方法的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是:
[0045]本發(fā)明首先判斷當(dāng)前并網(wǎng)點(diǎn)電壓是否在調(diào)度要求的上下限范圍之內(nèi)，如果在上下限范圍之外則調(diào)節(jié)無功輸出達(dá)到指令的電壓目標(biāo)值、優(yōu)先保證電壓合格，如果在上下限范圍之內(nèi)則在保證無功調(diào)節(jié)幅度不會(huì)導(dǎo)致電壓越限的前提下調(diào)節(jié)無功輸出達(dá)到指令的無功目標(biāo)值。
[0046]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置對(duì)電壓、無功兩個(gè)目標(biāo)的綜合調(diào)節(jié)。由于優(yōu)先控制并網(wǎng)點(diǎn)電壓在調(diào)度要求的上下限范圍之內(nèi)，提高了風(fēng)電場電壓合格率；由于電壓控制目標(biāo)從單個(gè)電壓目標(biāo)值修正為電壓上下限范圍，可以避免多個(gè)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功調(diào)節(jié)正負(fù)方向相反且振蕩加劇的現(xiàn)象；由于在電壓合格的前提下仍能實(shí)現(xiàn)對(duì)無功輸出的精確調(diào)節(jié)，此功能配合調(diào)度無功指令可以徹底消除多個(gè)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功調(diào)節(jié)正負(fù)方向相反的問題；由于在恒無功調(diào)節(jié)時(shí)增加對(duì)電壓的檢驗(yàn)，保證了恒無功調(diào)節(jié)不會(huì)導(dǎo)致電壓的越限。本發(fā)明方法有利于提高風(fēng)電場運(yùn)行的安全性和可靠性。
【具體實(shí)施方式】
[0047]下面結(jié)合一個(gè)具體實(shí)施例，介紹本發(fā)明的電壓無功綜合考慮的風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置調(diào)節(jié)方法。
[0048]本發(fā)明提出的電壓無功綜合考慮的風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置調(diào)節(jié)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0049]I)風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置容量記為Qsvg—capacity，無功調(diào)節(jié)步長記為Qsvg—step，以上參數(shù)為裝置固有參數(shù)；電壓緊急上下限記為IW—up—limit和lW—d_—limit，電壓合格帶寬記為U_e，電壓調(diào)節(jié)死區(qū)記為Ude—，以上參數(shù)由電力調(diào)度系統(tǒng)規(guī)定;動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功調(diào)節(jié)對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的靈敏度(動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置單位無功調(diào)節(jié)導(dǎo)致并網(wǎng)點(diǎn)電壓變化的效果)記為SP。。，此參數(shù)根據(jù)實(shí)測獲得。
[0050]2)在調(diào)節(jié)周期(20毫秒)到來時(shí)，從調(diào)度獲取本動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的電壓控制目標(biāo)值Utar-和無功控制目標(biāo)值Qtarge3t ；采集該動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置自身的當(dāng)前無功值記為Qsvg;