[发明专利]风电场自动电压控制方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种风电场自动电压控制方法、装置及系统，该方法包括：将多个预定历史时间段内的历史电网控制电压目标值、风电场内各设备的运行工况信息及无功信息、以及电网和风电场内各设备的安全约束信息输入预设的优化算法模型，训练得到满足历史电网控制电压目标值时的最优系数；接收电网调度系统发送的实时电网控制电压目标值；根据实时电网控制电压目标值、最优系数、以及实时运行工况信息，计算得到风电场内各设备的无功信息；对风电场内各设备进行无功控制，以控制风场并网公共连接点的电压值为实时电网控制电压目标值。实施本发明能根据风机实际运行状况优化调控无功功率，同时控制风场并网公共连接点的电压值在预设的合理范围内。

技术领域

本发明涉及风力发电机领域，特别涉及一种风电场自动电压控制方法、装置及系统。

背景技术

随着电网风电场容量越来越大，风力发电并网对电力系统的影响也越来越明显。风电的随机性使风电场输入系统的有功功率不易控制，相应地风电场吸收的无功功率也处在变化当中，在系统重负荷或者临近功率极限运行时，风速的突然变化将扰动系统电压。风电场大多处于供电电网末端，需要消耗感性无功，系统的电压稳定问题更加突出。风电也给发电和运行计划的制定带来很多困难，需要研究新的无功调度及电压控制策略以保证风电场和整个系统的电压水平及无功平衡，提高孤立系统的稳定性。

自20世纪80年代始，部分省级电网以提高电网动态电压安全水平及降低网损为目的，开始了电网自动电压调控系统(AVC，auto-voltage-control)的研制。但是出于系统安全、管理等因素的考虑，系统的无功控制对象主要集中在传统水电与火电机组，对核电、风电、太阳能等可再生能源发电的无功控制尚处在探索阶段。

目前我国风力发电发展迅猛，由于风电本身固有的间歇性给电网安全稳定运行带来了极大的挑战，其引起的无功电压问题日益受到关注，目前风电接入电网主要表现在两个问题：(1)风电场目前缺乏就地无功/电压控制，风电场高压侧母线(并网点)电压波动大，难以满足电网电压考核要求；(2)风电场内部缺乏协调控制，在风机出力较高情况下，严重时导致风机机端电压越限脱网事故。据统计，较少风场中电压/无功合格率达到90％以上，有将近1/3的风场合格率不足60％。风电机组不具备自动电压控制方式，导致《GB/T19963-2011风电场接入电力系统技术规定》中要求的风电机组具备功率因数在超前0.95到滞后0.95的范围内动态可调的无功调整能力无法实现。

因此，亟待提出一种风电场自动电压控制方法及装置，控制风场并网公共连接点的电压值在预设的合理范围内。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种风电场自动电压控制方法、装置及系统，以控制风场并网公共连接点的电压值在预设的合理范围内。

具体而言，本发明提供一种风电场自动电压控制方法，包括步骤：

将多个预定历史时间段内的历史电网控制电压目标值、风电场内各设备的运行工况信息及无功信息、以及电网和风电场内各设备的安全约束信息输入预设的优化算法模型，训练得到满足所述历史电网控制电压目标值时，所述风电场内各设备的运行工况信息及无功信息、以及电网和风电场内各设备的安全约束信息分别对应的最优系数；

接收电网调度系统发送的实时电网控制电压目标值；

根据所述实时电网控制电压目标值、所述风电场内各设备的实时运行工况信息、所述最优系数、电网和风电场内各设备的安全约束信息，计算得到所述风电场内各设备的无功信息；

根据所述风电场内各设备的无功信息对所述风电场内各设备进行无功控制，以控制风场并网公共连接点的电压值为实时电网控制电压目标值。

进一步地，所述风电场内各设备的运行工况信息包括：风电场内的风机的第一运行工况信息、风电场内的无功补偿装置的第二运行工况信息以及风电场内的升压站的第三运行工况信息。