[发明专利]一种改进的风电场功率控制能力并网检测方法

说明书

本发明涉及一种改进的风电场功率控制能力并网检测方法，其通过有功功率控制能力检测和无功功率控制能力检测，综合判定风电场的功率控制能力。本发明的检测效率高、检测效果和经济性好。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风电场功率控制能力并网检测方法。

背景技术

随着经济社会发展，能源生产和消费持续增长，化石能源的大量开发和使用，导致资源紧张，环境污染，气候变暖，冰川消融，海平面上升等突出问题，严重威胁人类生存和可持续发展。据统计，我国煤炭，石油，天然气储产比分别为31年，11.9年和28年，远低于世界平均水平；能源消费总量达37.5亿吨标准煤，约占世界能源消费总量的22％；石油和天然气对外依存度分别达到58.6％，和31.6％，能源形势尤为严峻。光伏、风电等新能源不仅具备清洁高效、可再生的特点，而且储量丰富。自此我国开始倡导清洁能源的高效利用，进行能源结构转型，实现清洁替代。风电是新能源发电中技术发展最快、装机规模最大。2017年，中国风电新增装机容量1，966万千瓦，累计装机容量达到1.88亿千瓦。2019年我国风电装机量将达到2.23亿千瓦，未来五年(2019-2023)年均复合增长率约为9.02％，2023年将达到3.15亿千瓦。

随着风力发电技术的发展及社会对环境保护的要求，风电机组的装机容量逐年攀升，风力发电占总发电量的比重也逐年提高，致使风力发电所具有的间歇性和波动性等特点对电网的运行控制及电能质量造成的影响也日益凸显。在有功功率方面，因为风电的发电功率不稳定，受到风速的影响，使其发电量不稳定。因此输出功率不是恒定值，风速变动大的时候会使其输出有功功率波动。一方面导致电网内的有功变化，进而影响电网频率，如果一个地区的风电所占份额过大，某一时刻有功频率变动过大将会导致频率崩溃，使得整个电网瘫痪；另一方面大规模风电有功功率的波动，将会导致常规火电机组的有功功率频繁变化甚至频繁起停，造成火电机组发电效率地下，发电成本上升，同时也会对减少发电设备的寿命。在无功功率方面，受风力发电技术的限制，风电机组的低电压穿越水平较低。在电网电压降低进而导致风电场并网母线降低时，若风电场内的逆变器、SVG和电容器组等无功补偿设备不能通过AVC(自动电压控制)系统的控制有效的提高风电场并网点的电压，风电机组应为低压而产生脱网风险。

风力发电并网系统的功率控制系统指AGC(自动发电控制)系统和AVC系统。风电场的AGC系统是指通过调节逆变器的电气参数进而控制风电场发出的有功功率对调度系统指令进行跟踪的系统。AVC系统是指通过协调控制控制风电场内包括逆变器、SVG等无功补偿装置调节风电场输出的无功功率进而对调度系统电压指令进行跟踪的系统。

风电场必须具有功率控制功能，为检验风电场的功率控制能力是否符合相关标准要求，应开展功率控制能力检测，然而现有检测手段在检测效率、检测效果和经济性等方面存在不足，给电网运行和管理带来了一系列挑战。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测效率高、检测效果和经济性好的改进的风电场功率控制能力并网检测方法。

本发明采用如下技术方案：

一种改进的风电场功率控制能力并网检测方法，其通过有功功率控制能力检测和无功功率控制能力检测，判定风电场功率控制系统(AGC和AVC)能否准确响应控制指令，实现连续平滑调节，且响应时间和控制精度是否满足标准要求。

其中，所述有功功率控制能力检测是设定风电场额定有功功率的基准功率值，然后依次设定有功功率值，判断AVC控制系统对调节指令的跟踪能力。

其中，所述风电场额定有功功率的基准功率值P₀为风电场装机容量的50％以上。

其中，所述设定有功功率值依次为100％-80％-60％-40％-20％-100％五个阶段，步长为20％。