專利名稱：風機及風電匯集線路的無功功率能力估計方法
技術領域：
本發(fā)明涉及風力發(fā)電領域。更具體地講，涉及一種風機及風電匯集線路的無功功率能力估計方法。
背景技術：
隨著技術的發(fā)展，可再生能源的關注和利用程度日益增加，其中，風力發(fā)電是一種已經(jīng)發(fā)展相對成熟的能源技術。然而，我國風電行業(yè)“建設大基地，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)?！?、“高集中”等特點。間歇性風電造成電網(wǎng)電壓波動，系統(tǒng)短路容量增加，暫態(tài)穩(wěn)定性改變，特別在大規(guī)模風電集中接入電網(wǎng)情況下尤為突出。同時，電網(wǎng)末端電能質(zhì)量也會影響風電場，例如電網(wǎng)擾動導致風機脫網(wǎng)、風電場解列，不平衡電壓會造成機組振動、過熱等。 研究風電場并網(wǎng)的技術關鍵，在于將風電場作為一個整體單元接入電網(wǎng)來分析，通過改善風電場并網(wǎng)點(簡稱PCC)的穩(wěn)定性，以實現(xiàn)整個風電場的并網(wǎng)性能提高。PCC點的穩(wěn)定性最重要的指標為電壓穩(wěn)定性。電壓波動直接影響了風機的安全穩(wěn)定運行，危害甚至波及所接入的電力網(wǎng)絡。根據(jù)潮流分析技術可知，PCC點的電壓主要受該點的無功功率影響當消耗感性無功功率(即吸收無功功率)過多時電壓將會下降；反之，當發(fā)出感性無功功率(即發(fā)出無功功率)過多時電壓將會上升。通過某些技術控制PCC點的無功功率動態(tài)平衡，即可達到控制PCC點電壓穩(wěn)定的效果。然而，在現(xiàn)有技術中，控制風電場PCC點的無功功率平衡，會受到兩個技術點制約首先必須滿足我國電力系統(tǒng)無功功率“分層分區(qū)”控制原則，其次必須充分考慮風電場無功功率源的控制機理。當前主要使用集中無功功率補償設備(例如靜止無功功率補償裝置(SVC))進行無功功率補充。集中無功補償設備對風電場的無功功率平衡起到了積極有效的作用，但也存在造價高、損耗大和穩(wěn)定性差的缺陷，并且SVC與風機運行配合差。圖I是示出根據(jù)現(xiàn)有技術的依靠集中無功功率補償設備來實現(xiàn)PCC點的電壓控制的風電場電壓自動控制(AVC)系統(tǒng)的拓撲不意圖。如圖I所示，在根據(jù)現(xiàn)有技術的風電場AVC系統(tǒng)中，多條風電匯集線路1_N(每條風電匯集線路包括多個風機)以及設置有SVC的SVC線路接入到低壓母線，低壓母線上的電壓經(jīng)由變壓器升壓，接入高壓母線，然后經(jīng)由PCC點通過送出線路接入大電網(wǎng)，從而實現(xiàn)風電場并網(wǎng)，其中，SVC根據(jù)低壓母線和/或高壓母線的電壓變化，自動發(fā)出無功功率或吸收無功功率，從而調(diào)節(jié)PCC點的電壓。然而，根據(jù)現(xiàn)有技術的風電場AVC系統(tǒng)存在以下缺點(I)要實現(xiàn)整個風電場電壓穩(wěn)定，需要裝設大于總裝機容量30% 50%的無功功率補償設備(即，SVC)，而SVC造價昂貴，存在固有損耗，卻穩(wěn)定性不高；(2)當母線電壓降低時，SVC發(fā)出無功功率的能力下降，其補償能力成平方倍地下降；
(3)不利于風機發(fā)出無功功率的能力，這造成重要無功功率源的浪費。實際上，風機具有額外發(fā)出無功功率的能力，但單個風機的自由控制會引起風電場無功功率內(nèi)耗，無法達到指定控制目標，因此基本不使用風機提供的無功功率進行無功補償。為了降低采用SVC導致的高成本，可考慮使用風電場中的風機群來實現(xiàn)無功功率的補償。然而，由于風電場內(nèi)風機群具有數(shù)量大、分布廣的特點，風速具有隨機性特點，故而每臺風機當前的無功功率輸出能力相互不同，且實時變化，使得在明確了需要的無功功率量的情況下，風電場AVC系統(tǒng)分配每臺風機無功功率任務的配額尤為困難。
例如，如果不考慮風機當前的無功功率能力，而簡單讓風機承擔平均的無功功率任務，會出現(xiàn)如下問題(I)部分風機無法完成超額的無功功率任務，容易發(fā)生有功出力減少，機組損壞，或者根本無法執(zhí)行；(2)部分風機具有較大的無功功率能力，但只利用了一小部分，造成浪費；(3)沒有考慮潮流的分布特性，造成風電場內(nèi)無功功率換流，無法送出到風電場外。表現(xiàn)為部分風機發(fā)出的無功功率被其他風機吸收，或者部分風機發(fā)出的無功功率根本無法流出風電場。因此，為了使用風機的無功功率，首先需要確定風機的無功功率能力(包括無功功率輸出能力和/或無功功率吸收能力，即，能夠發(fā)出和/或接收的無功功率)。然而，風機的無功功率能力難以準確地確定(尤其是實時地確定)，因此導致無法向風機下達無功功率任務。此外，作為風機的一個重要性能指標，在其他場合，也需要準確地估計風機的無功功率能力這一指標。因此，需要一種能夠準確地估計風機的無功功率能力的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種風機及風電匯集線路的無功功率能力估計方法，以解決上面的至少一個技術問題。為了實現(xiàn)上述目的，提供一種風機的無功功率能力估計方法，包括檢測風機的變流器的溫度，并確定風機的變流器的溫度是否正常；如果確定風機的變流器溫度不正常，則確定風機的無功功率能力為零；如果確定風機的變流器溫度正常，則檢測風機的有功功率和機端電壓；根據(jù)檢測的有功功率和機端電壓來確定無功功率能力?？蛇x地，根據(jù)檢測的有功功率和機端電壓來確定無功功率能力的步驟包括根據(jù)預先確定的無功功率能力與有功功率和機端電壓之間的映射關系來確定無功功率能力?？蛇x地，確定無功功率能力與有功功率和機端電壓之間的映射關系的步驟包括(a)將風機的機端電壓穩(wěn)定在預定電壓值或預定電壓范圍；(b)將風機的有功功率穩(wěn)定在預定功率值；(C)檢測在風機的變流器沒有過流的情況下的無功功率能力?？蛇x地，檢測在風機的變流器沒有過流的情況下的無功功率能力包括在保證風機的變流器不過流的極限電流情況下檢測風機的無功功率輸出能力和/或無功功率吸收能力?？蛇x地，改變步驟(b)中的預定功率值，執(zhí)行步驟(C)?？蛇x地，改變步驟(a)中的預定電壓值或預定電壓范圍，改變步驟(b)中的預定功率值，執(zhí)行步驟(C)?？蛇x地，對在同一預定電壓值或預定電壓范圍下步驟(b)中不同的預定功率值與在步驟(C)中得到的對應的無功功率能力之間的映射關系進行擬合，以得到與該預定電壓值或該預定電壓范圍相應的功率值-無功功率能力關系曲線?？蛇x地，所述方法還包括如果確定風機發(fā)出運行告警，則確定風機的無功功率能力為零。可選地，根據(jù)預先確定的無功功率能力與有功功率和機端電壓之間的映射關系來確定無功功率能力的步驟包括根據(jù)與檢測的機端電壓相應的或與檢測的機端電壓所在的預定電壓范圍相應的功率值-無功功率能力關系曲線來確定無功功率能力?？蛇x地，所述預定電壓范圍為額定電壓的90 % -95 %、95 % -105 %、或105% -110%?？蛇x地，根據(jù)預先確定的無功功率能力與有功功率和機端電壓之間的映射關系來確定無功功率能力的步驟包括根據(jù)與檢測的機端電壓所在的預定電壓范圍相應的功率 值-無功功率能力關系曲線來確定無功功率能力?？蛇x地，所述方法還包括檢測風機的變流器的溫度，確定風機的變流器的溫度是否正常；如果確定風機的變流器溫度不正常，則確定風機的無功功率能力為零；如果確定風機的變流器溫度正常，則執(zhí)行檢測風機的有功功率和機端電壓的步驟。可選地，在無功功率能力與有功功率和機端電壓之間的映射關系中，在同一有功功率的情況下，機端電壓越大，則對應的無功功率能力中的無功功率輸出能力越大，對應的無功功率能力中的無功功率吸收能力越小。本發(fā)明的另一方面提供一種對風電匯集線路的無功功率能力進行估計的方法，包括(a)檢測風電匯集線路中的N臺風機中第i臺風機是否處于運行狀態(tài)，其中，N為大于O的自然數(shù)，i的初始值為I ;(b)如果確定第i臺風機處于非運行狀態(tài)，則確定第i臺風機的無功功率能力為零；(c)如果確定第i臺風機處于運行狀態(tài)，則檢測第i臺風機的型號、有功功率和機端電壓；(d)根據(jù)檢測的第i臺風機的型號、有功功率和機端電壓來確定第i臺風機的無功功率能力；(e)使得i = i+Ι,并確定i是否大于N ； (f)如果i不大于N,則返回步驟(a) ；(g)如果i大于N，則將確定的所述N臺風機的無功功率能力相加。可選地，步驟(d)包括根據(jù)預先確定的無功功率能力與型號、有功功率和機端電壓之間的映射關系來確定無功功率能力。可選地,確定無功功率能力與型號、有功功率和機端電壓之間的映射關系的步驟包括對于所述N臺風機中的每種型號的風機執(zhí)行下述操作(al)將風機的機端電壓穩(wěn)定在預定電壓范圍；(bl)將風機的有功功率穩(wěn)定在預定功率值；(Cl)檢測在風機的變流器沒有過流的情況下的無功功率能力。可選地，檢測在風機的變流器沒有過流的情況下的無功功率能力包括在保證風機的變流器不過流的極限電流情況下檢測風機的無功功率輸出能力和/或無功功率吸收能力。可選地，所述方法還包括改變步驟(bl)中的預定功率值，執(zhí)行步驟(Cl)?？蛇x地，所述方法還包括改變步驟(al)中的預定電壓范圍，改變步驟(bl)中的預定功率值，執(zhí)行步驟(Cl)?？蛇x地，對針對每種型號在同一預定電壓范圍下步驟(bl)中不同的預定功率值與在步驟(Cl)中獲得的對應的無功功率能力之間的映射關系進行擬合，以得到與每種型號和該預定電壓范圍相應的功率值-無功功率能力關系曲線?？蛇x地，所述方法還包括如果確定第i臺風機發(fā)出運行告警，則確定第i臺風機的無功功率能力為零?？蛇x地，所述預定電壓范圍為額定機端電壓的90% -95%,95% _105%、或105% -110%?？蛇x地，根據(jù)預先確定的無功功率能力與型號、有功功率和機端電壓之間的映射關系來確定無功功率能力的步驟包括根據(jù)與檢測的型號和機端電壓所在的預定電壓范圍相應的功率值-無功功率能力關系曲線來確定無功功率能力?？蛇x地，在無功功率能力與型號、有功功率和機端電壓之間的映射關系中，在同一型號和同一有功功率的情況下，機端電壓越大，則對應的無功功率能力中的無功功率輸出能力越大，對應的無功功率能力中的無功功率吸收能力越小。
可選地，步驟(C)還包括如果確定第i臺風機處于運行狀態(tài)，則確定第i臺風機的變流器的溫度是否正常；如果確定第i臺風機的變流器溫度不正常，則確定第i臺風機的無功功率能力為零；如果確定第i臺風機的變流器溫度正常，則執(zhí)行檢測第i臺風機的型號、有功功率和機端電壓的步驟?？蛇x地，在預定機端電壓下，獲得多個有功功率與無功功率能力之間的映射關系，通過擬合的方式獲得有功功率與無功功率能力之間的映射關系。根據(jù)本發(fā)明的風機的無功功率能力估計方法，通過基于分級的特性以及運行工況，可以精確地對風機的無功功率能力進行實時估計，從而可以使風機的用戶準確地獲得風機及風電匯集線路的無功功率能力，以進行各種應用。將在接下來的描述中部分闡述本發(fā)明另外的方面和/或優(yōu)點，還有一部分通過描述將是清楚的，或者可以經(jīng)過本發(fā)明的實施而得知。


通過下面結(jié)合附圖進行的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特點和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中圖I是示出根據(jù)現(xiàn)有技術的依靠集中無功功率補償設備來實現(xiàn)PCC點的電壓控制的風電場電壓自動控制(AVC)系統(tǒng)的拓撲不意圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的估計風機的無功功率能力的方法的流程圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的獲取風機的有功功率和機端電壓與無功功率能力之間的映射關系的方法的流程圖；圖4A和圖4B示出在不同機端電壓下風機的有功功率與無功功率能力之間的映射關系曲線的不例；圖4C示出根據(jù)有功功率與無功功率能力之間的映射關系曲線確定無功功率能力的一個示例；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的對風電匯集線路的無功功率能力進行估計的方法的流程圖。
具體實施方式
現(xiàn)在，將參照附圖更充分地描述不同的示例實施例，貫穿對附圖的描述，相同的標號表不相同的組件。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的估計風機的無功功率能力的方法的流程圖。在步驟201，檢測風機的變流器的溫度，并確定風機的變流器的溫度是否正常(例如，溫度過高或過低)。應該理解，變流器的正常運行溫度是其自己的一個性能參數(shù)，可根據(jù)型號的不同而存在差異。如果在步驟201確定風機的變流器溫度不正常，則在步驟202確定風機的無功功率能力為零。如果在步驟201確定風機的變流器溫度正常，則在步驟203，檢測風機的有功功率和機端電壓。
在步驟204，根據(jù)檢測的風機的有功功率和機端電壓來確定無功功率能力。具體地說，根據(jù)預先存儲的有功功率和機端電壓與無功功率能力之間的映射關系來確定無功功率能力。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的獲取風機的有功功率和機端電壓與無功功率能力之間的映射關系的方法的流程圖。在步驟301，將風機的機端電壓穩(wěn)定在預定電壓值；在步驟302，將風機的有功功率穩(wěn)定在預定功率值；在步驟303，檢測在風機的變流器沒有過流的情況下的無功功率能力。具體地說，在保證風機的變流器不過流的極限電流情況下檢測無功功率輸出能力和吸收能力，從而得到指示無功功率能力的無功功率輸出能力和/或無功功率吸收能力。應該理解，無功功率輸出能力表示風機能夠輸出的最大無功功率。無功功率吸收能力表示風機能夠吸收的最大無功功率。針對至少一個預定電壓值執(zhí)行步驟301，在每個預定電壓使用不同的有功功率執(zhí)行步驟302，從而在步驟303獲得在至少一個預定電壓下，不同的有功功率與無功功率能力之間的映射關系。優(yōu)選地，在相同預定電壓值情況下，首先獲得多個有功功率與無功功率能力之間的映射關系，然后對獲得的映射關系進行擬合而獲得風機的有功功率與無功功率能力之間的映射關系。通過上述擬合得到的映射關系可以是有功功率-無功功率能力關系(PQ)曲線。此時，在步驟204，可以利用檢測的有功功率，從與檢測的機端電壓相應的PQ曲線得到無功功率能力。在另一實施例中，上面描述的預定電壓值為預定電壓范圍。換句話說，在步驟301中將風機的機端電壓穩(wěn)定在預定電壓范圍。這是因為將風機的機端電壓穩(wěn)定在一個固定的值存在難度，并且對于在一定范圍內(nèi)的機端電壓，與預定有功功率相應的無功功率能力變化不大，對檢測結(jié)果影響較小。因此，可以不針對每個機端電壓而是針對不同的機端電壓范圍(即，預定電壓范圍)來確定有功功率與無功功率能力之間的映射關系。該預定范圍的寬度可根據(jù)風機的型號或者所需的精度而有所不同。在一個示例中，該預定范圍的寬度可以是風機的額定機端電壓的1% -10%。優(yōu)選地，該預定范圍的寬度是風機的額定機端電壓的5%。例如，預定電壓范圍可以是額定機端電壓的90 % -95 %、95 % -105 %、105% -110%。此外，對于不同型號的風機，上述映射關系是不同的?？舍槍Σ煌吞柕娘L機，執(zhí)行上述基于圖3描述的方法，來得到不同型號的風機的有功功率和機端電壓與無功功率能力之間的映射關系。也即，不同型號的風機的與不同預定電壓值或預定電壓范圍相應的PQ曲線。圖4A和圖4B示出在不同機端電壓下風機的有功功率與無功功率能力之間的映射關系曲線(即，PQ曲線)的示例。在圖4A和圖4B中，曲線圖的橫軸表示無功功率，曲線圖的縱軸表示有功功率。橫軸的正坐標部分表示能夠輸出的無功功率(即，無功功率輸出能力)，橫軸的負坐標部分表示能夠吸收的無功功率(即，無功功率吸收能力)。如圖4A所示，PQ曲線401表示在上述預定電壓范圍為額定機端電壓的百分比范圍[95%，105%)時的PQ曲線，PQ曲線402表示在上述預定電壓范圍為額定機端電壓的百 分比范圍[105%,110% )時的PQ曲線。如圖4B所示，PQ曲線403表示在上述預定電壓范圍為額定機端電壓的百分比范圍[90%，95% )時的PQ曲線。通過圖4A和圖4B所示的PQ曲線可以確定，隨著預定電壓值或預定電壓范圍的中值或端點電壓增加，PQ曲線向右移動；隨著預定電壓值或預定電壓范圍的中值或端點電壓減小，PQ曲線向左移動。換句話說，在相同的有功功率下，預定電壓值或預定電壓范圍的中值或端點電壓越大，無功功率輸出能力越大，無功功率吸收能力越小。圖4C示出根據(jù)PQ曲線確定無功功率能力的一個示例。如圖4C所示，當檢測的有功功率為Pl時，可以通過PQ曲線確定無功功率輸出能力Ql和吸收能力Q2。在另一實施例中，在步驟201還包括確定風機是否發(fā)出運行告警。如果風機的變流器的溫度不正常和/或風機發(fā)出運行告警，則在步驟202確定風機的無功功率能力為零。在另一實施例中，圖2所示的方法中不包括步驟201和202。在另一實施例中，可獲取風機的無功功率輸出能力和吸收能力中的至少一個與有功功率的關系。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的對一條風電匯集線路的無功功率能力進行估計的方法的流程圖。在風電場中，風機被分為多個組，每組風機形成一條風電匯集線路。在步驟501，檢測連接到風電匯集線路的N (N為大于O的自然數(shù))臺風機中第i (i的初始值為I)臺風機是否處于運行狀態(tài)。如果確定第i臺風機處于非運行狀態(tài)，則在步驟502，確定第i臺風機的無功功率能力為零。如果確定第i臺風機處于運行狀態(tài)，則在步驟503，確定第i臺風機的變流器的溫度是否正常。如果在步驟503確定第i臺風機的變流器溫度不正常，則在步驟504確定第i臺風機的無功功率能力為零。如果在步驟503確定第i臺風機的變流器溫度正常，則在步驟505，檢測第i臺風機的型號、有功功率和機端電壓。在步驟506，根據(jù)檢測的第i臺風機的型號、有功功率和機端電壓來確定第i臺風機的無功功率能力。具體地說，根據(jù)預先確定的型號、有功功率和機端電壓與無功功率能力的映射關系來確定第i臺風機的無功功率能力。對于N臺風機中每種型號的風機，可根據(jù)上面基于圖3所描述的方法來確定有功功率和機端電壓與無功功率能力的映射關系。隨后，在步驟507，使得i = i+Ι，并確定i是否大于N。如果i不大于N，則返回步驟501。如果i大于N，則進行步驟508。
在步驟508，將所述N臺風機的無功功率能力相加，從而獲得整條風電匯集線路的無功功率能力。應該理解，當無功功率能力僅表示無功功率輸出能力時,將所述N臺風機的無功功率輸出能力相加；當無功功率能力僅表示無功功率吸收能力時，將所述N臺風機的無功功率吸收能力相加；當無功功率能力表示無功功率輸出能力和無功功率吸收能力時，將所述N臺風機的無功功率輸出能力相加，并將所述N臺風機的無功功率吸收能力相加。在另一實施例中，圖5所示的方法中不包括步驟503和504，而是在確定第i臺風機處于運行狀態(tài)時，執(zhí)行步驟505。在另一實施例中，在步驟501還包括確定風機是否發(fā)出運行告警。如果風機的變流器的溫度不正常和/或風機發(fā)出運行告警，則在步驟502確定風機的無功功率能力為零。根據(jù)本發(fā)明的風機的無功功率能力估計方法，可以精確地對風機的無功功率能力進行估計，從而可以使風機的用戶準確地獲得風機的無功功率能力，以進行各種應用。盡管已經(jīng)參照其示例性實施例具體顯示和描述了本發(fā)明，但是本領域的技術人員應該理解，在不脫離權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進行形式和細節(jié)上的各種改變。
權利要求
1.一種風機的無功功率能力估計方法，包括 檢測風機的有功功率和機端電壓； 根據(jù)檢測的有功功率和機端電壓來確定無功功率能力。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，根據(jù)檢測的有功功率和機端電壓來確定無功功率能力的步驟包括根據(jù)預先確定的無功功率能力與有功功率和機端電壓之間的映射關系來確定無功功率能力。
3.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，確定無功功率能力與有功功率和機端電壓之間的映射關系的步驟包括 (a)將風機的機端電壓穩(wěn)定在預定電壓范圍； (b)將風機的有功功率穩(wěn)定在預定功率值； (C)檢測在風機的變流器沒有過流的情況下的無功功率能力。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，檢測在風機的變流器沒有過流的情況下的無功功率能力包括在保證風機的變流器不過流的極限電流情況下檢測風機的無功功率輸出能力和/或無功功率吸收能力。
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，還包括改變步驟(b)中的預定功率值，執(zhí)行步驟(c)。
6.根據(jù)權利要求3所述的方法，還包括改變步驟(a)中的預定電壓范圍，改變步驟(b)中的預定功率值，執(zhí)行步驟(C)。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的方法，還包括對在同一預定電壓范圍下步驟(b)中不同的預定功率值與在步驟(C)中得到的對應的無功功率能力之間的映射關系進行擬合，以得到與該預定電壓范圍相應的功率值-無功功率能力關系曲線。
8.根據(jù)權利要求I所述的方法，還包括如果確定風機發(fā)出運行告警，則確定風機的無功功率能力為零。
9.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，所述預定電壓范圍為額定機端電壓的90% -95%,95% -105%、或 105% -110%。
10.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，根據(jù)預先確定的無功功率能力與有功功率和機端電壓之間的映射關系來確定無功功率能力的步驟包括根據(jù)與檢測的機端電壓所在的預定電壓范圍相應的功率值-無功功率能力關系曲線來確定無功功率能力。
11.根據(jù)權利要求I所述的方法，還包括 檢測風機的變流器的溫度，確定風機的變流器的溫度是否正常； 如果確定風機的變流器溫度不正常，則確定風機的無功功率能力為零； 如果確定風機的變流器溫度正常，則執(zhí)行檢測風機的有功功率和機端電壓的步驟。
12.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，在無功功率能力與有功功率和機端電壓之間的映射關系中，在同一有功功率的情況下，機端電壓越大，則對應的無功功率能力中的無功功率輸出能力越大，對應的無功功率能力中的無功功率吸收能力越小。
13.一種對風電匯集線路的無功功率能力進行估計的方法，包括 (a)檢測風電匯集線路中的N臺風機中第i臺風機是否處于運行狀態(tài)，其中，N為大于O的自然數(shù)，i的初始值為I ; (b)如果確定第i臺風機處于非運行狀態(tài)，則確定第i臺風機的無功功率能力為零； (c)如果確定第i臺風機處于運行狀態(tài)，則檢測第i臺風機的型號、有功功率和機端電壓； (d)根據(jù)檢測的第i臺風機的型號、有功功率和機端電壓來確定第i臺風機的無功功率能力； (e)使得i= i+Ι,并確定i是否大于N ； (f)如果i不大于N，則返回步驟(a)； (g)如果i大于N,則將確定的所述N臺風機的無功功率能力相加。
14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其中，步驟(d)包括根據(jù)預先確定的無功功率能力與型號、有功功率和機端電壓之間的映射關系來確定無功功率能力。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中，確定無功功率能力與型號、有功功率和機端電壓之間的映射關系的步驟包括對于所述N臺風機中的每種型號的風機執(zhí)行下述操作 (al)將風機的機端電壓穩(wěn)定在預定電壓范圍； (bl)將風機的有功功率穩(wěn)定在預定功率值； (cl)檢測在風機的變流器沒有過流的情況下的無功功率能力。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中，檢測在風機的變流器沒有過流的情況下的無功功率能力包括在保證風機的變流器不過流的極限電流情況下檢測風機的無功功率輸出能力和/或無功功率吸收能力。
17.根據(jù)權利要求15所述的方法，還包括改變步驟(bl)中的預定功率值，執(zhí)行步驟(cl)。
18.根據(jù)權利要求15所述的方法，還包括改變步驟(al)中的預定電壓范圍，改變步驟(bl)中的預定功率值，執(zhí)行步驟(Cl)。
19.根據(jù)權利要求17或18所述的方法，其中，對針對每種型號在同一預定電壓范圍下步驟(bl)中不同的預定功率值與在步驟(Cl)中獲得的對應的無功功率能力之間的映射關系進行擬合，以得到與每種型號和該預定電壓范圍相應的功率值-無功功率能力關系曲線。
20.根據(jù)權利要求13所述的方法，還包括如果確定第i臺風機發(fā)出運行告警，則確定第i臺風機的無功功率能力為零。
21.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中，所述預定電壓范圍為額定機端電壓的90% -95%,95% -105%、或 105% -110%。
22.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中，根據(jù)預先確定的無功功率能力與型號、有功功率和機端電壓之間的映射關系來確定無功功率能力的步驟包括根據(jù)與檢測的型號和機端電壓所在的預定電壓范圍相應的功率值-無功功率能力關系曲線來確定無功功率能力。
23.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中，在無功功率能力與型號、有功功率和機端電壓之間的映射關系中，在同一型號和同一有功功率的情況下，機端電壓越大，則對應的無功功率能力中的無功功率輸出能力越大，對應的無功功率能力中的無功功率吸收能力越小。
24.根據(jù)權利要求13所述的方法，其中，步驟(c)還包括 如果確定第i臺風機處于運行狀態(tài)，則確定第i臺風機的變流器的溫度是否正常； 如果確定第i臺風機的變流器溫度不正常，則確定第i臺風機的無功功率能力為零； 如果確定第i臺風機的變流器溫度正常，則執(zhí)行檢測第i臺風機的型號、有功功率和機端電壓的步驟。
全文摘要
提供一種風機及風電匯集線路的無功功率能力估計方法。所述方法包括檢測風機的有功功率和機端電壓；根據(jù)檢測的有功功率和機端電壓來確定無功功率能力。根據(jù)本發(fā)明的上述方法，可以精確地估計出風機的無功功率能力。
文檔編號H02J3/50GK102868165SQ20121035572
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權日2012年9月21日
發(fā)明者舒鵬, 喬元, 張毅 申請人:北京金風科創(chuàng)風電設備有限公司