[发明专利]风电机组运行过程中无功调节容量的确定方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及风电机组运行过程中无功调节容量的确定方法及装置。

背景技术

近10年来，风力发电在全球以年增长率超过30%而成为发展最快的清洁能源。风电并网对电网安全稳定的影响越来越大，由于风速变化等扰动会引起风电机组并网的电压波动，电压波动幅度取决于电网结构的强度和风电装机容量的大小会，因此，随着风电装机容量的增加和风电场规模的扩大，无功电压问题是最突出和最受关注的问题之一。

基于双馈感应电机（Doubly-fen Induction Generator, DFIG）的变速恒频风力发电系统是当前国内外风力发电的研究热点之一。基于背靠背电压源变流器的并网型DFIG系统采用四象限大功率电力电子变流器与电网连接，通过对变流器的控制实现有功功率和无功功率的解耦，具备动态调节无功输出的能力，充分利用DFIG变速恒频风力发电系统的快速无功调节能力将成为稳定风电场并网点电压和提高系统稳定性的有效途径之一。但受风电机组自身运行约束限值，DFIG的无功功率输出过大会引起转子绕组发热导致风电机组停机，因此，研究双馈风电机组的无功功率调节容量是很有意义的。

目前，现有的关于DFIG无功功率调节容量的确定方法主要基于定、转子电流约束和变流器容量及电流的约束，但实际运行中，风电机组的实际无功功率调节容量还应受静态稳定及电网运行需求等因素限制，特别是静态稳定裕度对风电机组无功功率调节容量的限制。传统的方法不能准确确定风电机组在实际运行过程中的无功调节容量，有碍于为风电场无功控制提供正确的辅助决策。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了风电机组运行过程中无功调节容量的确定方法及装置，能够准确确定风电机组在实际运行过程中的无功调节容量。

本发明提供了风电机组运行过程中无功调节容量的确定方法，包括：

根据变流器、定转子电流的约束，评估双馈风机组的固有的无功功率调节容量的范围；

确定静态稳定裕度，在所述静态稳定裕度的约束条件下矫正所述无功功率调节容量的范围。

相应地，本发明还提供了风电机组运行过程中无功调节容量的确定装置，包括：

固有范围获取单元，用于根据变流器、定转子电流的约束，评估双馈风机组的固有的无功功率调节容量的范围；

与所述固有范围获取单元相连的范围矫正单元，用于确定静态稳定裕度，在所述静态稳定裕度的约束条件下矫正所述无功功率调节容量的范围。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明提供的风电机组运行过程中无功调节容量的确定方法及装置，综合考虑双馈风电机组定、转子电流约束、变流器容量及电流约束和静态稳定约束，为双馈风电机组无功功率调节容量的确定提供了更加全面准确的评估方法，并能够为风电场无功控制提供辅助决策，既能够充分发挥DFIG的无功动态调节能力，又能够使风电场的无功控制更加合理。

附图说明

图1是本发明风电机组运行过程中无功调节容量的确定方法的流程图；

图2是本发明风电机组运行过程中无功调节容量的确定方法的实施例流程图；

图3是本发明风电机组网侧变流器的无功功率调节容量范围的实施例示意图；

图4是本发明风电机组定子侧的无功功率调节容量范围的实施例示意图；

图5是本发明风电机组运行过程中无功调节容量的确定装置的示意图；

图6是本发明风电机组运行过程中无功调节容量的确定装置的实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

图1是本发明风电机组运行过程中无功调节容量的确定方法的流程图，包括：

S101：根据变流器、定转子电流的约束，评估双馈风机组的固有的无功功率调节容量的范围；

S102：确定静态稳定裕度，在所述静态稳定裕度的约束条件下矫正所述无功功率调节容量的范围。

本发明在考虑双馈风机组的固有的无功功率调节容量的范围的基础上，还综合考虑双馈风电机组定、转子电流约束、变流器容量及电流约束和静态稳定约束，为双馈风电机组无功功率调节容量的确定提供了更加全面准确的评估方法，能够为风电场无功控制提供辅助决策，既能够充分发挥DFIG的无功动态调节能力，又能够使风电场的无功控制更加合理。