[发明专利]一种用于风电场集群的分模式电压控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统自动电压控制技术领域，尤其涉及一种用于风电场集群的分模式电压控制方法。

背景技术

风电场的无功电压问题是影响风电场运行乃至电网安全稳定运行的重要因素之一。合理有效的电压控制方法才能保证风电场集群的电压稳定。在风电开发初期，由于风电场数量不多，容量较小且处于电网末端，其电压问题的影响往往局限在风电场并网点自身，对网侧的电压影响有限。但是，随着风电的大规模开发、风电场的容量剧增，风电场集群的装机容量占系统容量比例越来越高，若不对风电场集群的电压进行合理的控制，其电压波动将急剧恶化局部地区的电压、无功状况。

目前，国内电网对风电场接入的技术管理规范都是针对单个风电场的并网点（PCC）的技术指标进行考核的。在风电场无功电压控制研究领域，大部分的研究重点都集中在了对单个风电场的无功电压优化控制，考虑相近风电场间的协调配合的研究较少。

从提高风电场集群地区电压稳定和电网运行经济性的角度来看，现有的以风电场为单位、各自独立调节的方式并不是最优的无功电压控制模式。这种分散的控制模式无法兼顾地区电网的调压要求，不能考虑相邻风电场间的协调，往往导致不合理的无功流动，因此有必要将风电场集群作为一个整体进行电压管理。

发明内容

针对背景技术中提到的目前国内电网在风电场集群进行电压管理方法不能考虑相邻风电场间的协调，导致不合理的无功流动的问题，本发明提出了一种用于风电场集群的分模式电压控制方法。

一种用于风电场集群的分模式电压控制方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：获取各风电场并网点的实时电压V_i，集群控制中心将风电场并网点实时电压V_i与调度中心下发的电压目标值V_i-ref进行比较，设电压允许波动范围为V_D；若|V_i-V_i-ref|≤V_D，不进行电压调整；若|V_i-V_i-ref|>V_D，则进入步骤2；

步骤2：计算各风电场的当前无功可调容量，若电压越限风电场的无功可调容量不为零，则进入本地控制模式，即步骤3；若电压越限风电场的无功可调容量为零，则进入协调控制模式，即步骤4；

步骤3：计算电压越限的风电场i并网点电压变化对该风电场并网点无功功率改变的灵敏度，求取电压越限风电场i无功调整量，并根据电压越限风电场i无功调整量对风电场i进行调整；

步骤4：计算风电场集群区域内所有风电场对电压越限风电场i的电压/无功灵敏度，并根据风电场的灵敏度大小确定提供无功支援的风电场j；计算提供无功支援的风电场j的无功调整量，并根据计算得到的无功调整量对提供无功支援的风电场j进行调整。

所述步骤2中，计算各风电场当前无功可调容量的公式为：

Q_i-ava=Q_WTG+Q_s+Q_c

其中，Q_i-ava为风电场的无功可调容量；Q_WTG为风电场内风电机组无功可调容量；Q_s为动态无功设备可调容量；Q_c为静态无功设备可调容量。

所述步骤3中，计算电压越限的风电场i并网点电压对该风电场并网点无功功率改变的灵敏度的公式为：

S=-(B'')^-1V^-1

其中：B''为风电场集群区域导纳矩阵，矩阵可逆，具有n个节点；V=diag(V₁,V₂,...,V_n)；矩阵S中的元素S_ii为风电场i并网点电压变化对该风电场并网点无功功率改变的灵敏度。

所述步骤3中，计算电压越限风电场i无功调整量的公式为：