[发明专利]双馈型机组风电场的无功电压控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及风电场控制技术，尤其涉及一种双馈型机组风电场的无功电压控制系统。

背景技术

随着风电并网容量的不断增大，风速波动、电网强度和风电装机容量的大小都会给区域电网电压稳定带来一系列的问题。

双馈型风力发电机组本身具有较强的、连续的无功调节能力，但是目前的双馈型风力发电机组风电场多是运行在恒功率因数的控制模式下，无功调节能力并未得到有效发挥。风电场的无功补偿设备多是采用并联电容器组或者SVC等设备，但是很难做到快速、连续平滑的调节。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种双馈型机组风电场的无功电压控制系统。

本发明提供的双馈型机组风电场的无功电压控制系统，包括：

调度中心设备，用于根据实时监测获得的风电场的控制点电压和有功功率，以及参考电压，计算获得所述风电场的无功功率给定值；

风电场功率管理模块，用于在所述风电场内对所述无功功率给定值进行分配；

多个风机控制器，用于根据所述风电场功率管理模块所分配的双馈风电机组的无功功率值，控制各自对应的双馈风电机组进行无功补偿。

本发明提供的双馈型机组风电场的无功电压控制系统，通过在双馈风电机组容量允许的范围下，将无功功率给定值全部由双馈风电机组完成，可以充分发挥双馈风电机组的无功输出能力，减小风电场无功补偿设备的成本并且通过调度中心设备、风电场功率管理模块和多个风机控制器的相互协调控制达到控制风电场电压的目的。

附图说明

图1为本发明双馈型机组风电场的无功电压控制系统结构示意图；

图2为本发明获取无功功率给定值计算过程图；

图3为本发明中风电场功率管理模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明实施例的技术方案。

图1为本发明双馈型机组风电场的无功电压控制系统结构示意图，如图1所示，该系统至少包括：调度中心设备1、风电场功率管理模块2和多个风机控制器3，其工作原理如下：

调度中心设备1属于风电场无功需求层，根据实时监测获得的风电场的控制点电压和有功功率，以及参考电压，计算获得风电场的无功功率给定值；图2为本发明获取无功功率给定值计算过程图，如图2所示，调度中心设备1中的求差模块5将实时监测获得的风电场的控制点电压与参考电压进行比较得到电压差，调度中心设备1中的死区环节模块6和PI控制器模块7将该电压差进行处理后输出无功功率给定值，调度中心设备1中的风电场无功限幅模块8、功率因数限幅模块9和延时环节模块10将该无功功率给定值进行处理后输出最终的无功功率给定值给后面的风电场功率管理模块2。

当风电场的控制点在风电场近端时，采用传感器可以容易测得电压和有功功率，但当风电场的控制点在风电场远端时，长线路信号传输往往存在延时导致远端电压和有功功率值不能实时得到，可以利用控制点到风电场近端母线阻抗和风电场近端实时电压和有功功率测量值计算控制点的电压和有功功率；死区环节模块6是为了当电压差较小时强制无功功率给定值为0；PI控制器模块7的参数是根据风电场的电压/无功特性进行整定产生的，使控制系统具有快速性和稳定性；风电场无功限幅模块8和功率因数限幅模块9根据风电场初期的设计值确定而成；延时环节模块10体现调度中心设备1和风电场功率管理模块2之间的通讯延时。

风电场功率管理模块2属于场内设备无功分配层，在风电场内对无功功率给定值进行分配，在双馈风电机组容量允许的情况下，将无功功率给定值按照等功率因数法分配给风电场内的各双馈风电机组。

多个风机控制器3属于风电机组无功输出层，控制各自对应的双馈风电机组进行无功补偿，将风电场功率管理模块2分配的双馈风电机组的无功功率值分配给对应双馈风电机组内部的定子侧和网侧变频器侧。