[发明专利]一种海上风电场送出系统的无功补偿配置方法

说明书

本发明涉及海上风电场送出系统的无功补偿配置方法，具体步骤为：（1）建立海上风电场送出系统的数学模型，考虑海上风场出力变化与并网点电压变化，基于海上升压站电压与海缆沿线电压电流限制条件，确定了所需补偿的海上高抗值；（2）在接入海上高抗的风场送出系统中，根据不同工况下并网点无功功率为零，确定陆上高抗值的选定范围，考虑在并网点处所需配置SVG装置容量最小，选定陆上高抗值；（3）最后遍历所有工况，给出了所推荐的SVG容量。有益效果：该方法能够结合风场接入相关标准，解析计算对于实际送出工程可配置的海上高抗参数与陆上高抗参数，以及陆上集控中心所配置的SVG容量。

技术领域

本发明涉及电力输送技术领域，尤其涉及一种海上风电场经高压交流海缆送出系统的无功补偿配置方法。

背景技术

目前近海海上风电的典型接入形式为近海风电场经由二级升压方式，即风力发电机(wind turbine，WT)出口电压0.69kV，经由风机箱变升压至35kV后，各自通过35kV中压海缆汇流至220kV升压站，最终经由220kV高压海底电缆接入陆上集控中心。与陆上交流电网中常见的架空线路对比，交流电力电缆的对地电容是相同电压等级架空线路的15-20倍，但其串联阻抗为相同电压等级架空线路的0.5-1倍。随着电缆传输距离的不断增大，高电压、大截面、长距离的交流海缆导致的无功电压问题将更加突出，由此带来的充电功率大量盈余，无法就地平衡。同时，由于风能资源的波动性导致风场送出有功的不确定，以及陆上交流电网的电压波动，导致海缆的沿线电压电流不尽相同。

目前看来，海上风电场接入系统相应的无功配置问题是海上风场送出工程的现实问题，需要对于海上风电送出系统进行相应的无功补偿装置配置，满足在运行过程中的无功就地平衡以及海缆沿线的电压电流限制条件，满足相应的海上风电场接入技术规定，因此急需一种针对海上风电场经高压交流海缆送出系统的无功补偿配置方法。

发明内容

本发明目的在于上述现有技术的不足，提供了一种海上风电场经高压交流海缆送出系统的无功补偿配置方法，具体由以下技术方案实现：

所述海上风电场送出系统的无功补偿配置方法，包括如下步骤：

步骤1)构建海上风电场经高压交流海缆的送出系统，所述送出系统包括：海上风电场及集电系统、海上升压站、高压交流输电海缆、高压交流输电陆缆以及陆上集控中心，海上风电场及集电系统依次经海上升压站、高压交流输电海缆、高压交流输电陆缆与陆上集控中心电连接，所述海上升压站的高压侧加装有海上高压电抗器，陆上集控中心加装有陆上高压电抗器与SVG装置；

步骤2)结合海上风场出力变化与并网点电压变化，基于海上升压站电压与海缆沿线电压电流限制条件，确定海上高压电抗器所需补偿的海上高抗值；

步骤3)在接入海上高抗的风场送出系统中，以不同工况下并网点无功功率为零作为条件，确定陆上高压电抗器的陆上高抗值的选定范围；

步骤4)在陆上高抗的取值范围内，考虑不同工况下并网点无功功率均需为零的条件，以并网点处所需配置SVG装置的容量最小为目的，选定陆上高抗值，将得到的SVG装置容量设置为陆上集控中心所需要的最小SVG装置容量，将最小SVG装置容量对应的陆上高抗值设置为最终并联的陆上高抗值，至此完成海上风电场送出系统的无功补偿配置。

所述海上风电场送出系统的无功补偿配置方法的进一步设计在于，所述步骤2)中结合海上风场出力变化与并网点电压变化时，根据式(1)海缆首端电压幅值满足边界条件限制；并在此基础上根据式(2)、式(3)海缆沿线各点电压与电流分布满足设备制造厂商所给定的对应限制，