專利名稱：風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗自動(dòng)辨識(shí)及修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電領(lǐng)域，涉及一種風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗自動(dòng)辨識(shí)及修正方法。
技術(shù)背景 隨著技術(shù)的發(fā)展，可再生能源的關(guān)注和利用程度日益增加，其中，風(fēng)力發(fā)電是一種已經(jīng)發(fā)展相對(duì)成熟的能源技術(shù)。然而，我國(guó)風(fēng)電行業(yè)“建設(shè)大基地，融入大電網(wǎng)”的發(fā)展規(guī)劃與歐洲“分散上網(wǎng)，就地消納”不同，有著“大規(guī)?！薄ⅰ案呒小钡忍攸c(diǎn)。間歇性風(fēng)電造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)、系統(tǒng)短路容量增加、暫態(tài)穩(wěn)定性改變，特別在大規(guī)模風(fēng)電集中接入電網(wǎng)情況下尤為突出。同時(shí)，電網(wǎng)末端電能質(zhì)量也會(huì)影響風(fēng)電場(chǎng)，例如電網(wǎng)擾動(dòng)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)、風(fēng)電場(chǎng)解列，不平衡電壓會(huì)造成機(jī)組振動(dòng)、過(guò)熱等。研究風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的技術(shù)關(guān)鍵，在于將風(fēng)電場(chǎng)作為一個(gè)整體單元接入電網(wǎng)來(lái)分析，通過(guò)改善風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)(Point of Common Coupling,PCC)的穩(wěn)定性，以提高整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)性能。PCC的穩(wěn)定性的最重要的指標(biāo)為電壓穩(wěn)定性。電壓波動(dòng)直接影響了風(fēng)機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，危害甚至波及所接入的電力網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)潮流分析技術(shù)可知，PCC的電壓主要受到PCC的無(wú)功功率影響當(dāng)消耗感性無(wú)功功率(即吸收無(wú)功功率)過(guò)多時(shí)電壓將會(huì)下降；反之，當(dāng)發(fā)出感性無(wú)功功率(即發(fā)出無(wú)功功率)過(guò)多時(shí)電壓將會(huì)上升。通過(guò)一些技術(shù)控制PCC的無(wú)功功率動(dòng)態(tài)平衡，即可達(dá)到控制PCC電壓穩(wěn)定的效果。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，控制風(fēng)電場(chǎng)PCC的無(wú)功功率平衡，會(huì)受到兩個(gè)技術(shù)點(diǎn)制約首先必須滿足我國(guó)電力系統(tǒng)無(wú)功功率“分層分區(qū)”控制原則，其次必須充分考慮風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功功率源的控制機(jī)理。風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功功率源主要有兩種風(fēng)機(jī)和集中無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。集中無(wú)功功率補(bǔ)償裝置，例如靜止無(wú)功功率補(bǔ)償裝置(Static Var Compensator, SVC)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功功率平衡起到了積極有效的作用，但也存在造價(jià)高、損耗大和穩(wěn)定性差的缺陷，并且SVC與風(fēng)機(jī)運(yùn)行配合差。另一方面，風(fēng)機(jī)具有額外發(fā)出無(wú)功功率的能力，但是單個(gè)風(fēng)機(jī)的自由控制會(huì)引起風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功功率內(nèi)耗，無(wú)法達(dá)到指定控制目標(biāo)。風(fēng)電場(chǎng)電壓自動(dòng)控制(Auto VoltageControl, AVC)系統(tǒng)可挖掘風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)風(fēng)機(jī)發(fā)出無(wú)功功率的能力，與SVC配合,使風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功功率達(dá)到更好的動(dòng)態(tài)平衡，提高風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)性能。圖I是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的依靠集中無(wú)功功率補(bǔ)償裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)PCC的電壓控制的風(fēng)電場(chǎng)AVC系統(tǒng)的示意性框圖。風(fēng)電場(chǎng)通過(guò)低壓母線連接到并網(wǎng)變壓器，并網(wǎng)變壓器連接到大電網(wǎng)的高壓母線，PCC設(shè)置在并網(wǎng)變壓器和大電網(wǎng)的高壓母線之間，S卩，PCC設(shè)置在風(fēng)電場(chǎng)送出線路上，風(fēng)電場(chǎng)送出線路連接到大電網(wǎng)。具體地，如圖I所示，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)電場(chǎng)AVC系統(tǒng)中，多條風(fēng)電匯集線路(每條風(fēng)電匯集線路包括多個(gè)風(fēng)機(jī))以及設(shè)置有SVC的SVC線路接入到低壓母線，低壓母線上的電壓經(jīng)由并網(wǎng)變壓器升壓，通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)送出線路接入到大電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)，其中，SVC根據(jù)低壓母線和/或高壓母線的電壓變化，自動(dòng)發(fā)出無(wú)功功率或吸收無(wú)功功率，進(jìn)而控制PCC無(wú)功功率達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，從而調(diào)節(jié)PCC的電壓處于允許范圍內(nèi)?？刂芐VC發(fā)出或吸收無(wú)功功率大小的合理性、準(zhǔn)確性，直接決定了 PCC電壓穩(wěn)定效果。通常有下面三種計(jì)算PCC無(wú)功功率的方法，現(xiàn)有技術(shù)主要采用了前兩種方法。I、根據(jù)PCC電壓期望值及PCC系統(tǒng)阻抗，計(jì)算PCC無(wú)功功率期望值。計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗自動(dòng)辨識(shí)及修正方法，并網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置在風(fēng)電場(chǎng)送出線路上，所述方法包括 檢測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)電壓當(dāng)前值； 將并網(wǎng)點(diǎn)電壓當(dāng)前值與并網(wǎng)點(diǎn)電壓期望值進(jìn)行比較，確定并網(wǎng)點(diǎn)電壓當(dāng)前值是否偏離并網(wǎng)點(diǎn)電壓期望值超過(guò)第一預(yù)定閾值； 如果并網(wǎng)點(diǎn)電壓當(dāng)前值偏離并網(wǎng)點(diǎn)電壓期望值超過(guò)第一預(yù)定閾值，則根據(jù)在并網(wǎng)點(diǎn)測(cè)量的電壓和電流計(jì)算并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗當(dāng)前值； 將并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗當(dāng)前值與并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗先前值進(jìn)行比較，確定并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗當(dāng)前值是否偏離并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗先前值超過(guò)第二預(yù)定閾值； 如果并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗當(dāng)前值偏離并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗先前值超過(guò)第二預(yù)定閾值，則用并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗當(dāng)前值更新并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗先前值，以對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗進(jìn)行修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，第一預(yù)定閾值是1%至3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，在預(yù)定時(shí)間段期間多次計(jì)算并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗值，并且取所述多次計(jì)算并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗值的平均值作為并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗當(dāng)前值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，第二預(yù)定閾值是30%至50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括 使用并網(wǎng)點(diǎn)電壓期望值、并網(wǎng)點(diǎn)電壓當(dāng)前值、并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功功率當(dāng)前值以及并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗當(dāng)前值來(lái)計(jì)算并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功功率期望值； 設(shè)置在風(fēng)電場(chǎng)中的電壓自動(dòng)控制裝置根據(jù)計(jì)算的并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功功率期望值，控制風(fēng)電場(chǎng)中的風(fēng)機(jī)的端ロ的電流和電壓之間存在相位差，使得風(fēng)機(jī)發(fā)出無(wú)功功率或吸收無(wú)功功率，從而使得并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功功率當(dāng)前值接近于并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功功率期望值，進(jìn)而使得并網(wǎng)點(diǎn)電壓當(dāng)前值接近于并網(wǎng)點(diǎn)電壓期望值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功功率當(dāng)前值小于并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功功率期望值時(shí)，電壓自動(dòng)控制裝置控制風(fēng)機(jī)發(fā)出無(wú)功功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，當(dāng)風(fēng)機(jī)端ロ的電流的相位領(lǐng)先于電壓的相位時(shí)，風(fēng)機(jī)發(fā)出無(wú)功功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功功率當(dāng)前值大于并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功功率期望值時(shí)，電壓自動(dòng)控制裝置控制風(fēng)機(jī)吸收無(wú)功功率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，當(dāng)風(fēng)機(jī)端ロ的電流的相位滯后于電壓的相位吋，風(fēng)機(jī)吸收無(wú)功功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，當(dāng)風(fēng)機(jī)發(fā)出或吸收的無(wú)功功率不足以改變并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功功率當(dāng)前值以穩(wěn)定并網(wǎng)點(diǎn)電壓時(shí)，電壓自動(dòng)控制裝置控制設(shè)置在風(fēng)電場(chǎng)中的靜止無(wú)功功率補(bǔ)償裝置發(fā)出或吸收無(wú)功功率，使得并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功功率當(dāng)前值接近于并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功功率期望值，進(jìn)而使得并網(wǎng)點(diǎn)電壓當(dāng)前值接近于并網(wǎng)點(diǎn)電壓期望值。
全文摘要
提供一種風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)阻抗自動(dòng)辨識(shí)及修正方法，并網(wǎng)點(diǎn)(PCC)設(shè)置在風(fēng)電場(chǎng)送出線路上，所述方法包括檢測(cè)PCC電壓當(dāng)前值；將PCC電壓當(dāng)前值與PCC電壓期望值進(jìn)行比較，確定PCC電壓當(dāng)前值是否偏離PCC電壓期望值超過(guò)第一預(yù)定閾值；如果PCC電壓當(dāng)前值偏離PCC電壓期望值超過(guò)第一預(yù)定閾值，則根據(jù)在PCC測(cè)量的電壓和電流計(jì)算PCC系統(tǒng)阻抗當(dāng)前值；將PCC系統(tǒng)阻抗當(dāng)前值與PCC系統(tǒng)阻抗先前值進(jìn)行比較，確定PCC系統(tǒng)阻抗當(dāng)前值是否偏離PCC系統(tǒng)阻抗先前值超過(guò)第二預(yù)定閾值；如果PCC系統(tǒng)阻抗當(dāng)前值偏離PCC系統(tǒng)阻抗先前值超過(guò)第二預(yù)定閾值，則用PCC系統(tǒng)阻抗當(dāng)前值更新PCC系統(tǒng)阻抗先前值，以對(duì)PCC系統(tǒng)阻抗進(jìn)行修正。
文檔編號(hào)H02J3/16GK102868177SQ20121035549
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者舒鵬, 喬元, 張毅 申請(qǐng)人:北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司