[发明专利]一种防御大规模风电机组连锁脱网的无功补偿装置控制方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，更准确地说本发明涉及一种用于防御大规模风电机组连锁脱网的无功补偿装置控制方法。

背景技术

大规模风电机组连锁脱网事故是我国集群风电迅速发展过程中出现的新问题之一。风电机组的低电压穿越能力被认为是这些连锁故障发生和传播的主要因素。但通过风电机组连锁脱网仿真分析可以发现，风电机组低电压穿越能力的缺失的确是导致第一批风电机组脱网的主要因素，但是后续连锁脱网则是因为网内无功功率过剩，导致电网各节点电压升高从而引发更多风电机组脱网。

尽管事故后，我国大部分风电场都对其风电机组都加强了低电压穿越能力的检测，使之具备了符合国家标准的低电压穿越能力。但是由于低电压穿越时间有限，并且当故障期间发生叠加扰动时，依旧无法避免风电机组的脱网。从防御大规模风电机组连锁脱网事故来讲，在故障发生，有风电机组因为各种原因脱网之后，能够对网内无功装置进行合理协调控制同样是极为重要的。

SVC和固定电容器在电网出现故障而电压骤降期间，无功输出能力大打折扣，对系统电压的支撑能力大大减小；而在故障切除电压恢复期间，由于故障时参考电纳设置较高，导致电压升高时发出过量无功，从而加剧系统过电压。因此需要考虑在故障发生和发展期间切除一定位置的一定容量的SVC和固定电容器，并在故障电压恢复期间有序并入这部分无功装置。

发明内容

本发明的目的是：针对风电系统出现短路故障导致电压跌落的问题，提供一种用于防御大规模风电机组连锁脱网的无功补偿装置控制方法，实现对网内无功补偿装置进行紧急控制，从而防止风电机组出现过电压脱网，抑制事故影响范围。

具体地说，本发明是采用以下的技术方案来实现的，包括下列步骤：

1）设置各无功补偿装置的低电压运行限值Ul；

2）系统控制中心实时接收各主要节点的电压幅值和各无功补偿装置输出的无功功率数据，同时更新各无功补偿装置所在节点对各主要节点的无功电压灵敏度；

3）就地检测装置检测各无功补偿装置的并网点电压Upcc，若某无功补偿装置Upcc<Ul，则认为电网中出现故障，并打开该无功补偿装置的并网开关闸以切除该无功补偿装置；

4）选定距离故障电气距离最近的主要节点为监控节点，设定监控节点的电压标准值为Uref；当系统接收到故障切除指令后，经过一段延时t，检测监控节点电压Uc，并确定Uref-Uc的结果为调节电压；

5）系统根据已切除无功补偿装置所在节点灵敏度、运行状态、可发出无功功率信息确定重新投入的无功补偿装置，下发投入指令，对电压进行调整。

上述技术方案的进一步特征在于：所述步骤1）中各无功补偿装置的低电压运行限值Ul为电网无短路故障的正常运行状态下电压最低值。

上述技术方案的进一步特征在于：所述步骤2）中各无功补偿装置所在节点对各主要节点的无功电压灵敏度的更新间隔为5分钟，各主要节点的电压幅值和无功补偿装置输出的无功功率数据通过电网常规监控系统采集。

上述技术方案的进一步特征在于：所述步骤4）中监控节点的电压标准值Uref为系统正常运行时该节点的额定电压。

上述技术方案的进一步特征在于：所述步骤4）中延时t的确定方法为：若从故障切除时刻t1开始，经过一段时间t2后监控节点的电压幅值在前0.1s内的峰谷差小于dU，则t等于t2，其中dU为监控节点的标准电压的0.5倍。

上述技术方案的进一步特征在于：所述步骤5）中确定重新投入的无功补偿装置的方法为：

5-1）设无功补偿装置的调节能力参数为C，所在节点对监控节点的无功电压灵敏度为S，故障前0.5s发出的无功功率为q，则C=S*q；

5-2）对步骤3）中已切除的无功补偿装置的调节能力参数C从大到小进行排序；

5-3）选取5-2）排序后序列的前m个无功补偿装置作为重新投入的无功补偿装置，m的确定方法为：其中Ci为调节能力从大到小排列的第i个无功补偿装置的调节能力参数。

本发明的有益效果如下：本发明首先对无功补偿装置制定低电压状态下的紧急切除策略，由此避免故障切除时刻系统电压恢复时的过电压问题；继而通过对风电系统内的无功补偿装置统一协调控制，将过量切除的无功补偿装置并入电网，使得电网电压可以迅速恢复到标准值。本发明可以有效避免风电系统故障扩大，防止出现连锁故障。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

图2为实施例含风电电力系统拓扑图。