[发明专利]一种增强风电场电压安全裕度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种增强风电场电压安全裕度的方法，属于电力系统自动电压控制技术领域。

背景技术

近年来频频发生风电场内风机因电压问题而脱网，而在风电场内搭设自动电压控制系统被认为是解决风电场电压问题的一个有效手段。风电场自动电压控制，即是利用风电场内的风机，静态无功补偿装置，静态无功发生器，等设备来完成风电场内电压和无功功率的安全优化控制。通常，风电场内电压控制，需要在保证风机机端电压安全的基础上，完成电网调度中心下发的对风电场并网点电压的控制目标。

静态无功补偿装置的英文名称是Static Var Compensator，简称为SVC；静态无功发生器的英文名称是Static Var Generator，简称为SVG；而静态无功发生器又称静态同步补偿器，英文名称是Static Synchronous Compensator，简称为STATCOM。周伟撰写的硕士论文《基于SVC和STATCOM的风电场无功补偿研究》（新疆大学，2008，pp.18-68）指出静态无功补偿装置，静态无功发生器拥有较快的无功功率响应速度，不仅能在稳态下控制风电场内电压，也能在暂态下及时响应，提高所接入系统的暂态电压稳定性。

在本文所述控制方法中，涉及到电压标幺值的概念，何仰赞，温增银在《电力系统分析(上册)》（华中科技大学出版社2002年1月，第三版，pp.3543）提到，标幺制是相对单位制的一种，在标幺制中各物理量都用标幺值表示。标幺值定义由下式给出。

例如风机机端电压的实际有名值为690V，选定其电压基准值为其额定电压值690V，则按照式（1），可知该风机机端电压的标幺值为690/690=1。

在风电场电压控制过程中会用到无功功率对电压的灵敏度，无功功率对电压的灵敏度是用来表征无功功率和电压间的线性关系。设节点A的无功功率变化量为节点B的电压变化量为则节点A无功功率对节点B电压的灵敏度的定义可由下式给出：

SAB=∂V∂Q---(2)]]>

风电场内所有节点间的无功功率对电压的灵敏度可以组成无功功率对电压的灵敏度矩阵，无功功率对电压的灵敏度矩阵的具体计算方法，可参见孙宏斌，张伯明，相年德在《准稳态灵敏度的分析方法》（中国电机工程学报，1999年4月V19N4，pp.9-13）。

发明内容

本发明的目的是提出一种增强风电场电压安全裕度的方法，克服现有技术的不足，以优化风电场无功功率分布，提高风电场的电压安全裕度。

本发明提出的增强风电场电压安全裕度的方法，包括以下步骤：

（1）设风电场内各风机机端电压值的标幺值为V_G，风机机端电压值的安全参考值的标幺值为设η为一个判断值，且0<η<0.1，对风电场内所有风机的电压状态分别进行判断，若则风机机端电压处于安全状态，若则风机机端电压处于危险状态；若所有风机机端电压均处于安全状态，则进行步骤（2），若所有风机中有一台或一台以上的机端电压处于危险状态，则重复本步骤；

（2）设风电场并入电网的并网点电压的实际值为并网点的电压合格阈值为V_Dead，电网调度中心下发的并网点电压控制目标值为对风电场并入电网的并网点电压状态进行判断，若则风电场并网点电压处于正常状态，并进行步骤（3），若则风电场并网点电压处于追踪状态，重复本步骤；

（3）若风电场有一台主变压器，则进行步骤（5），若风电场有多台主变压器，则实时测量风电场升压站内所有主变压器低压母线处的无功功率，设无功功率由低压母线流向主变压器为低压母线处的无功功率的正方向，所有低压母线处的无功功率中的最大值为最小值为进行以下判断：若则无功功率从一台主变压器低压母线流向另一台主变压器变低压母线，即出现跨主变压器无功环流，进行步骤（4），若则不出现跨主变压器无功环流，进行步骤（5）；