[发明专利]风电场并网点系统阻抗自动辨识及修正方法

说明书

技术领域

本发明属于风电场发电领域，涉及一种风电场并网点系统阻抗自动辨识及修正方法。

背景技术

随着技术的发展，可再生能源的关注和利用程度日益增加，其中，风力发电是一种已经发展相对成熟的能源技术。然而，我国风电行业“建设大基地，融入大电网”的发展规划与欧洲“分散上网，就地消纳”不同，有着“大规模”、“高集中”等特点。间歇性风电造成电网电压波动、系统短路容量增加、暂态稳定性改变，特别在大规模风电集中接入电网情况下尤为突出。同时，电网末端电能质量也会影响风电场，例如电网扰动导致风机脱网、风电场解列，不平衡电压会造成机组振动、过热等。

研究风电场并网的技术关键，在于将风电场作为一个整体单元接入电网来分析，通过改善风电场并网点(Point of Common Coupling，PCC)的稳定性，以提高整个风电场的并网性能。

PCC的稳定性的最重要的指标为电压稳定性。电压波动直接影响了风机的安全稳定运行，危害甚至波及所接入的电力网络。根据潮流分析技术可知，PCC的电压主要受到PCC的无功功率影响：当消耗感性无功功率(即吸收无功功率)过多时电压将会下降；反之，当发出感性无功功率(即发出无功功率)过多时电压将会上升。通过一些技术控制PCC的无功功率动态平衡，即可达到控制PCC电压稳定的效果。

然而，在现有技术中，控制风电场PCC的无功功率平衡，会受到两个技术点制约：首先必须满足我国电力系统无功功率“分层分区”控制原则，其次必须充分考虑风电场无功功率源的控制机理。

风电场无功功率源主要有两种：风机和集中无功功率补偿装置。集中无功功率补偿装置，例如静止无功功率补偿装置(Static Var Compensator，SVC)对风电场的无功功率平衡起到了积极有效的作用，但也存在造价高、损耗大和稳定性差的缺陷，并且SVC与风机运行配合差。另一方面，风机具有额外发出无功功率的能力，但是单个风机的自由控制会引起风电场无功功率内耗，无法达到指定控制目标。风电场电压自动控制(Auto Voltage Control，AVC)系统可挖掘风电场内风机发出无功功率的能力，与SVC配合，使风电场无功功率达到更好的动态平衡，提高风电场的并网性能。

图1是示出根据现有技术的依靠集中无功功率补偿装置来实现PCC的电压控制的风电场AVC系统的示意性框图。风电场通过低压母线连接到并网变压器，并网变压器连接到大电网的高压母线，PCC设置在并网变压器和大电网的高压母线之间，即，PCC设置在风电场送出线路上，风电场送出线路连接到大电网。

具体地，如图1所示，在根据现有技术的风电场AVC系统中，多条风电汇集线路(每条风电汇集线路包括多个风机)以及设置有SVC的SVC线路接入到低压母线，低压母线上的电压经由并网变压器升压，通过风电场送出线路接入到大电网，从而实现风电场并网，其中，SVC根据低压母线和/或高压母线的电压变化，自动发出无功功率或吸收无功功率，进而控制PCC无功功率达到动态平衡，从而调节PCC的电压处于允许范围内。

控制SVC发出或吸收无功功率大小的合理性、准确性，直接决定了PCC电压稳定效果。通常有下面三种计算PCC无功功率的方法，现有技术主要采用了前两种方法。

1、根据PCC电压期望值及PCC系统阻抗，计算PCC无功功率期望值。计算公式为：

Qref=Uref×(Uref-UnowX-QnowUnow)---(1)]]>