[发明专利]一种风电场无功电压分层控制方法及系统

权利要求书

1.一种风电场无功电压分层控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根据电网运行数据和风电机组运行数据确定电压波动最严重的节点为控制节点；

利用所述控制节点的实际电压、参考电压和无功功率极限值，确定无功功率指令值；

将所述无功功率指令值在各集电线路的节点之间的风电机组、同一集电线路节点的各风电机组之间以及风电机组内部分配；

基于各风电机组分配到的无功功率指令值进行电压调节。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述利用所述控制节点的实际电压、参考电压和无功功率极限值，确定无功功率指令值包括：

通过控制节点的实际电压与参考电压，计算电压偏差量；

所述电压偏差量经过死区控制输入PI控制器，再经过限幅控制得到无功功率指令值。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述由无功指令分配层将所述无功功率指令值在各集电线路的节点之间的风电机组、同一集电线路节点的各风电机组之间以及风电机组内部分配包括：

按照潮流灵敏度由高到低的原则，计算各集电线路节点的风电机组总的无功功率指令值；

基于所述各集电线路节点的风电机组总的无功功率指令值，按无功容量比例计算集电线路节点内各风电机组的无功功率指令值；

基于所述集电线路节点内各风电机组的无功功率指令值，计算定子侧变流器的无功功率指令值。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述电网运行数据包括：线路上的风电机组数、线路初始端电压、风电机组的功率输出值、节点与节点之间的线路阻抗；

所述风电机组运行数据包括：节点处风电机组的功率值。

5.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述节点电压按下式计算：

式中，U_i：节点i处的电压；U₀：线路初始端电压；n：机组编号，R_n：输电线路电阻；X_n：输电线路电抗；U_n：额定电压；P_Lj：风电机组j的有功功率；Q_Lj：风电机组j的无功功率；P_Wj：节点j处的风电机组有功功率；Q_Wj：节点j处的风电机组无功功率；其中i＝1，2，…，N,N为线路上的风电机组数；j＝1，2，…，M；M为风电场内的集电线路条数。

6.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述潮流灵敏度按下式计算：

式中，K_j：第j条集电线路的潮流灵敏度；Q_j：每条集电线路的无功功率；U_j：集电线路j的电压；j＝1，2，…，M；M为风电场内的集电线路条数。

7.如权利要求6所述方法，其特征在于，所述集电线路节点的风电机组总的无功功率指令值按下式进行计算：

式中，Q_jref：第j条集电线路的无功功率指令值；K_j：第j条集电线路的潮流灵敏度；风电场内集电线路潮流敏感度之和；Q_ref：风电场总无功功率指令值。

8.如权利要求6所述方法，其特征在于，所述集电线路节点内各风电机组的无功功率指令值按下式进行计算：

Q_jqref＝(Q_qmax/Q_totalmax)Q_jref

式中，Q_jqref：集电线路节点j上第q台风电机组的无功功率指令；Q_qmax为集电绕路节点内第q台风电机组的无功功率极限，Q_totalmax为集电绕路节点j连接的所有参与无功调节的机组无功功率极限之和，Q_jref为集电绕路节点j的风电机组总的无功功率指令值。