[发明专利]一种风电场无功优化方法

说明书

技术领域

本发明属于风电场控制系统领域，尤其是一种风电场无功优化方法。

背景技术

随着煤、石油、天然气等化石类不可再生能源的日益枯竭和全球生态环境的不断恶化，如何实现社会经济和生态环境协调发展成为了世界各国亟待解决的重大课题。在此背景下、利用洁净能源、可再生能源取代化石类、不可再生能源就越来越受到人们的重视，并成为了全世界的热点。对洁净能源的研究进程中，由于风能的清洁性、可再生性、丰富的储量以及人类利用风能的悠久历史使其得到了优先发展。作为风能利用的一种形式，同时也是技术最成熟、最具规模开发和商业化发展前景的可再生能源开发方式之一，风力发电技术越来越受到各国的重视并得到了广泛的开发和应用。目前各种新技术、新材料日益更新，现代风力发电机组的运行效率和并网特性都得到了很大的改善。

海上风电场具有风速高、风力稳定、干扰少、发电量大等优势，已成为未来风电发展的重要选择。国际上尤其是欧洲，海上风电已经得到了非常足够的重视，德国、丹麦、英国等欧洲国家已步入海上风电的规模化开发阶段。欧洲风能协会(European Wind Energy Association)预测，到2030年，海上/离岸风力发电可满足欧盟17％的电力需求。而中国还处于起步阶段，有着巨大的发展空间。一方面，中国拥有十分丰富的近海风资源，相对于陆上风机而言，海上风机得益于海面上更强劲、更稳定的风资源，可以产生更多的电能。有数据显示，我国近海10米水深的风能资源约1亿千瓦，近海20米水深的风能资源约3亿千瓦，近海30米水深的风能资源约4.9亿千瓦。另一方面，我国东部沿海地区海上风能资源丰富且距离负荷中心近，具备大规模发展的资源条件和市场需求，开发海上风电可有效改善东部电力供应结构能源供应情况。海上风电发展或可成为增加可再生能源普及率的关键之一，因此，大力推动我国海上风电发展，对缓解沿海地区用电紧张局面，有效应对气候变化等都具有十分重要的作用，是我国能源战略的一个重要内容。

由于风电具有很强随机性和波动性，海陆风在一些地区的日变化呈现反调峰性，大规模海上风电接入电网后，会给电网的运行、调度带来挑战。因此，为了保证大规模风电接入后的电网安全，迫切需要针对大规模、高集中度海上风电并网关键问题，系统地开展大规模、高集中度海上风电并网后与电网的交互影响等基础理论和核心技术研究，促进建设电网友好型风电场和风电友好型电网建设，实现我国海上风电发展预期目标

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种具有双向可控、换相不依赖电网过零、谐波水平低、无功有功独立调节、可向无源网络供电等特点的风电场无功优化方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种风电场无功优化方法，步骤如下：

(1)调控中心EMS系统不对风电场进行详细建模，而是将风电场升压变高压侧等值为机组；

(2)风电场AVC子站对风电场进行详细建模，通过对风电场内的无功电压分析，将风电场的无功调节能力折算为升压变高压侧的无功上下限，并上报至调控中心AVC主站，对上报的无功调节能力进行分级，上报的无功调节能力需考虑风电场内的各种安全性约束，以保证上报的无功调节能力是能够实现的；

(3)AVC主站根据风电场上报的无功调节能力，通过策略计算给出各风电场并网点的无功或电压定值命令，并下发至各风电场AVC子站；

(4)风电场AVC子站根据一定的原则调节风电场内的各种无功电压调节手段，以跟踪收到的无功或电压定值命令。

本发明有益的效果是：本发明的方法通过协调控制风电场关口无功功率，可在线根据需要调节关口无功来协助调整风电场接入点的母线电压，提高母线电压的合格水平；利用AVC主站的全网无功电压优化功能，避免无功的不合理流动，提高电网运行的经济性；有助于降低人工控制的风险，由于人工下发遥控遥调指令事实上存在一定的风险性，特别是在电网监控点较多的情况下存在误控的风险；有助于降低调控人员的工作量。

附图说明

图1是电压源换流器等值电路；

图2是双极电压源换流器等值电路；

图3是变压器等值电路图；

图4是松弛化电压无功优化模型说明图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明：

这种风电场无功优化方法，步骤如下：

(1)调控中心EMS系统不对风电场进行详细建模，而是将风电场升压变高压侧等值为机组。