一種用于風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置低電壓運(yùn)行能力的檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種檢測(cè)方法，具體涉及一種用于風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置低電壓運(yùn)行能 力的檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著風(fēng)電裝機(jī)容量在電網(wǎng)中所占比例越來(lái)越高，其對(duì)電網(wǎng)的影響將不可忽視。為 了有效降低風(fēng)電接入電網(wǎng)帶來(lái)的負(fù)面影響，在依靠風(fēng)電機(jī)組無(wú)法滿(mǎn)足系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)要求的 情況下，就需要在風(fēng)電場(chǎng)配置無(wú)功補(bǔ)償裝置。2011年以來(lái)，我國(guó)"三北"地區(qū)發(fā)生多起風(fēng)電大 規(guī)模脫網(wǎng)事故，其中風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功裝置配置不合理、不具備低電壓穿越能力，是導(dǎo)致故障進(jìn)一 步擴(kuò)大的主要原因。為提高風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行可靠性，滿(mǎn)足電網(wǎng)安全穩(wěn)定的要求，加 強(qiáng)風(fēng)電場(chǎng)及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行能力，國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《Q/GDW 11064-2013風(fēng)電場(chǎng) 無(wú)功補(bǔ)償裝置技術(shù)性能和測(cè)試規(guī)范》對(duì)風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置的性能提出了要求，并提出風(fēng) 電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)具備欠壓和過(guò)壓運(yùn)行能力，應(yīng)與風(fēng)電機(jī)組的低電壓和高電壓穿越能力 相配合。
[0003] 當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)接入地區(qū)電網(wǎng)較弱時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償裝置響應(yīng)調(diào)節(jié)指令會(huì)產(chǎn)生快速大功率輸 出，易導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓及輸出功率的大幅振蕩，進(jìn)而引起電網(wǎng)運(yùn)行電壓驟降，如果此 時(shí)無(wú)功補(bǔ)償裝置不具備低電壓穿越能力，則會(huì)危及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。理論分析及實(shí)踐 證明，有必要進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置低電壓穿越能力檢測(cè)，并依據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)運(yùn)行條件對(duì) 無(wú)功補(bǔ)償裝置特性參數(shù)進(jìn)行整定，達(dá)到優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償裝置輸出能力的目的。國(guó)家電網(wǎng)公司 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《Q/GDW 11064-2013風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置技術(shù)性能和測(cè)試規(guī)范》中明確提出風(fēng)電 場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)具備欠壓和過(guò)壓運(yùn)行能力，應(yīng)與風(fēng)電機(jī)組的低電壓和高電壓穿越能力相 配合，但并未提出針對(duì)無(wú)功補(bǔ)償裝置的低電壓穿越能力測(cè)試方法。
[0004]無(wú)功補(bǔ)償裝置是否具備低電壓穿越能力在一定程度上也決定著風(fēng)電場(chǎng)是否具備 低電壓穿越能力，故提出一種切實(shí)可行的風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置低電壓穿越能力測(cè)試方法就 顯得尤為重要。當(dāng)前，風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置單機(jī)最大容量已經(jīng)達(dá)到20MW以上，且隨著市場(chǎng)需 求及技術(shù)的發(fā)展，該容量正在進(jìn)一步增大。受設(shè)計(jì)及集成技術(shù)的限制，目前移動(dòng)式電壓跌落 發(fā)生裝置最大容量?jī)H為6MW，需要提出一種利用小容量電壓跌落發(fā)生裝置測(cè)量大容量無(wú)功 補(bǔ)償裝置的試驗(yàn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置低電壓運(yùn)行能力的檢 測(cè)方法，確定低電壓測(cè)試的各項(xiàng)參數(shù)，通過(guò)設(shè)備限功率運(yùn)行和保護(hù)定值的調(diào)整，解決了測(cè)試 設(shè)備與無(wú)功補(bǔ)償裝置容量不匹配問(wèn)題。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0007] -種用于風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置低電壓運(yùn)行能力的檢測(cè)方法，所述方法包括下述步 驟：
[0008] (1)將電壓跌落發(fā)生裝置接入風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置所在發(fā)電線(xiàn)路中；
[0009] (2)設(shè)置電壓跟蹤控制點(diǎn)，調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償裝置參數(shù)設(shè)置；
[0010] (3)通過(guò)限制無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行功率，調(diào)整所在線(xiàn)路和無(wú)功補(bǔ)償裝置保護(hù)定值的 方式，使電壓跌落發(fā)生裝置與無(wú)功補(bǔ)償裝置容量相匹配，滿(mǎn)足在安全的情況下開(kāi)展測(cè)試；
[0011] (4)根據(jù)測(cè)試結(jié)果分析無(wú)功補(bǔ)償裝置低電壓運(yùn)行能力。
[0012] 優(yōu)選的，所述步驟(1)具體包括，將電壓跌落發(fā)生裝置串接在無(wú)功補(bǔ)償裝置上一電 壓等級(jí)發(fā)電線(xiàn)路中，依據(jù)電壓跌落發(fā)生裝置接入位置的不同，接入方式分為內(nèi)環(huán)接入和外 環(huán)接入方式;其中，
[0013] 所述內(nèi)環(huán)接入方式包括：電壓跌落發(fā)生裝置接入無(wú)功補(bǔ)償裝置所在線(xiàn)路與35kV母 線(xiàn)間，裝置輸出的無(wú)功電流通過(guò)低電壓穿越測(cè)試裝置注入35kV母線(xiàn)，并通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)主變注 入外部電網(wǎng)；
[0014] 所述外環(huán)接入方式包括：電壓跌落發(fā)生裝置接入35kV母線(xiàn)出線(xiàn)端，無(wú)功補(bǔ)償裝置 輸出的無(wú)功電流首先注入35kV母線(xiàn)，并在流過(guò)電壓跌落裝置后經(jīng)主變注入外部電網(wǎng)。
[0015]優(yōu)選的，所述步驟（1)的電壓跌落發(fā)生裝置，用于獲取無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行點(diǎn)/電壓 控制點(diǎn)的低電壓，包括限流電抗器Xsr、短路電抗器Xsc和若干組合開(kāi)關(guān)柜；
[0016] 通過(guò)調(diào)節(jié)所述限流電抗器Xsr和短路電抗器Xsc之間的阻抗比例，獲取斷路器CB2 閉合時(shí)不同幅度的電壓跌落。
[0017] 優(yōu)選的，所述步驟(2)具體包括，參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19963-2011《風(fēng)電場(chǎng)接入電力 系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》的要求確定不同跌落方式下電壓跌落的幅值和時(shí)間，同時(shí)設(shè)置電壓跟蹤控 制點(diǎn)，在外環(huán)接入方式下，定義風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)35kV母線(xiàn)電壓為無(wú)功補(bǔ)償裝置跟蹤目標(biāo)值。
[0018] 優(yōu)選的，所述步驟(2)中，對(duì)無(wú)功補(bǔ)償裝置低電壓測(cè)試參數(shù)進(jìn)行調(diào)整包括：
[0019] 參照標(biāo)準(zhǔn)要求確定測(cè)試參數(shù)，根據(jù)測(cè)試點(diǎn)電壓阻抗值及電壓跌落的深度，確定不 同的電抗器組合；
[0020] 在不同電抗器組合下，修改無(wú)功補(bǔ)償裝置設(shè)置參數(shù)，調(diào)整動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間；
[0021] 接入電壓跌落發(fā)生裝置后，將無(wú)功補(bǔ)償裝置響應(yīng)時(shí)間調(diào)整為原響應(yīng)時(shí)間的K倍，K = X/XS;其中，Xs為電壓跌落發(fā)生裝置接入點(diǎn)35kV系統(tǒng)阻抗，X = Xs+Xsr，Xsr為限流電抗器阻 抗。
[0022] 優(yōu)選的，所述步驟(3)將電壓跌落發(fā)生裝置與無(wú)功補(bǔ)償裝置容量相匹配的方法包 括：
[0023] 3-1首先利用低電壓穿越檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行空載測(cè)試;根據(jù)測(cè)試獲得的短路電流計(jì)算 短路容量和電網(wǎng)阻抗值；
[0024] 其次根據(jù)無(wú)功補(bǔ)償裝置額定容量和實(shí)際運(yùn)行情況分別設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置保護(hù)定 值、電壓跌落發(fā)生裝置保護(hù)定值和無(wú)功補(bǔ)償裝置所在發(fā)電線(xiàn)路的保護(hù)定值；
[0025] 3-2驗(yàn)證保護(hù)定值；
[0026] 3-3根據(jù)測(cè)試要求完成檢測(cè)項(xiàng)目，并計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償裝置是否具備低電壓運(yùn)行能力。
[0027]進(jìn)一步地，所述步驟3-2中，驗(yàn)證保護(hù)定值包括：
[0028] 1)將無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行模式設(shè)定為恒無(wú)功模式；
[0029] 2)調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償裝置保護(hù)定值；
[0030] 3)通過(guò)后臺(tái)軟件將無(wú)功補(bǔ)償裝置出力設(shè)定為驗(yàn)證值，驗(yàn)證其保護(hù)性能；
[0031] 4)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)，調(diào)整電壓跌落發(fā)生裝置保護(hù)定值；
[0032] 5)通過(guò)后臺(tái)軟件將電壓跌落發(fā)生裝置出力設(shè)定為驗(yàn)證值，驗(yàn)證電壓跌落發(fā)生裝置 輸入側(cè)和輸出側(cè)的保護(hù)定值；
[0033] 6)根據(jù)測(cè)試和計(jì)算結(jié)果調(diào)整風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置所在集電線(xiàn)路過(guò)流保護(hù)定值；
[0034] 7)無(wú)功補(bǔ)償裝置的集電線(xiàn)路停電，通過(guò)繼電保護(hù)測(cè)試儀向集電線(xiàn)路過(guò)流保護(hù)二次 施加測(cè)試電流，驗(yàn)證集電線(xiàn)路過(guò)流保護(hù)定值。
[0035] 優(yōu)選的，所述步驟(4)分析無(wú)功補(bǔ)償裝置低電壓運(yùn)行能力步驟包括：
[0036] a)根據(jù)空載測(cè)試結(jié)果計(jì)算電網(wǎng)阻抗值，調(diào)整電壓跌落發(fā)生裝置中限流電抗器XsjP 短路電抗器Xs。的電抗值；
[0037] b)閉合斷路器CB_GRID、CB1和CB_WT，將電壓跌落發(fā)生裝置接入測(cè)試系統(tǒng)，無(wú)功補(bǔ) 償裝置正常并網(wǎng)運(yùn)行；
[0038] c)斷開(kāi)斷路器CB1，投入限流電抗器Xsr;
[0039] d)閉合斷路器CB2,短路電抗器Xsc接入，產(chǎn)生三相或兩相短路，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓跌 落;斷路器CB2閉合的同時(shí)，輸出一個(gè)同步觸發(fā)信號(hào)分別至電壓跌落發(fā)生裝置入口側(cè)和出口 側(cè)的數(shù)據(jù)采集裝置，觸發(fā)數(shù)據(jù)采集裝置開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，獲得準(zhǔn)確的測(cè)試指令開(kāi)始時(shí)間。
[0040] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是：
[0041] (1)本申請(qǐng)?zhí)岢龅臏y(cè)試方法提高了檢測(cè)無(wú)功補(bǔ)償裝置低電壓運(yùn)行能力的可靠性， 便于現(xiàn)場(chǎng)操作，把對(duì)電網(wǎng)的影響程度降至最低，同時(shí)能夠真實(shí)反映無(wú)功補(bǔ)償裝置的低電壓 運(yùn)行能力。在風(fēng)電場(chǎng)和無(wú)功補(bǔ)償裝置符合安全要求的情況下，一個(gè)完整測(cè)試周期可由測(cè)試 系統(tǒng)自動(dòng)完成，不需要人工干預(yù)；
[0042] (2)具備良好的通用性。風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置額定容量不同，可能大于電壓跌落發(fā) 生裝置的額定容量，使用本專(zhuān)利提出的方法解決了電壓跌落發(fā)生裝置與風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝 置額定容量不匹配的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0043]圖1為無(wú)功補(bǔ)償裝置接入風(fēng)電場(chǎng)正常運(yùn)行原理圖；
[0044] 圖2為風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置低電壓運(yùn)行能力測(cè)試示意圖；
[0045] 圖3為無(wú)功補(bǔ)償裝置以?xún)?nèi)環(huán)方式接入風(fēng)電場(chǎng)的測(cè)試示意圖；
[0046] 圖4為無(wú)功補(bǔ)償裝置以外環(huán)方式接入風(fēng)電場(chǎng)的測(cè)試原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0048] 風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置通常接入獨(dú)立的饋線(xiàn)支路，通過(guò)向風(fēng)電場(chǎng)注入或吸收無(wú)功電 流，保證風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓在合格運(yùn)行范圍，同時(shí)可以?xún)?yōu)化場(chǎng)內(nèi)的無(wú)功潮流，減少損耗，無(wú) 功補(bǔ)償裝置接入風(fēng)電場(chǎng)方案如圖1所示。
[0049] -種用于風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置低電壓運(yùn)行能力的檢測(cè)方法：
[0050] (1)將電壓跌落發(fā)生裝置接入風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置所在發(fā)電線(xiàn)路中；所述電壓跌 落發(fā)生裝置，用于獲取無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行點(diǎn)/電壓控制點(diǎn)的低電壓，包括限流電抗器Xsr、短 路電抗器Xsc和若干組合開(kāi)關(guān)柜;通過(guò)調(diào)節(jié)所述限流電抗器Xsr和短路電抗器Xsc之間的阻 抗比例，獲取斷路器CB2閉合時(shí)不同幅度的電壓跌落。具體測(cè)試原理如圖2所示。
[0051] 將電壓跌落發(fā)生裝置串接在無(wú)功補(bǔ)償裝置上一電壓等級(jí)發(fā)電線(xiàn)路中，依據(jù)電壓跌 落發(fā)生裝置接入位置的不同，接入方式分為內(nèi)環(huán)接入和外環(huán)接入方式;其中，
[0052] 如圖3所示，所述內(nèi)環(huán)接入方式包括:電壓跌落發(fā)生裝置接入無(wú)功補(bǔ)償裝置所在線(xiàn) 路與35kV母線(xiàn)間，裝置輸出的無(wú)功電流通過(guò)低電壓穿越測(cè)試裝置注入35kV母線(xiàn)，并通過(guò)風(fēng) 電場(chǎng)主變注入外部電網(wǎng)；
[0053]所述外環(huán)接入方式包括：電壓跌落發(fā)生裝置接入35kV母線(xiàn)出線(xiàn)端，無(wú)功補(bǔ)償裝置 輸出的無(wú)功電流首先注入35kV母線(xiàn)，并在流過(guò)電壓跌落裝置后經(jīng)主變注入外部電網(wǎng)，如圖4 所示。
[0054] (2)設(shè)置電壓跟蹤控制點(diǎn)，調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償裝置參數(shù)設(shè)置;電壓跌落發(fā)生裝置通過(guò)在 主電路中并聯(lián)或串聯(lián)電阻/電抗實(shí)現(xiàn)電壓跌落，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，且電壓跌落特 性最接近實(shí)際電網(wǎng)故障時(shí)的電壓跌落特性。圖2方框中是阻抗分壓式電壓跌落發(fā)生裝置結(jié) 構(gòu)圖，通過(guò)限流電抗器Xsr和短路電抗器X s。以及風(fēng)