電場的無功功率補償方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及新能源電場的功率補償領域，尤其設及一種電場的無功功率補償方法 及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 無功電壓自動控制(AVC)利用網(wǎng)絡通訊與自動控制技術，實時接收主調下發(fā)的母 線電壓指令或無功指令，自動對高壓側母線電壓/無功進行實時跟蹤并調控無功補償裝置 W滿足主調要求。AVC控制系統(tǒng)將風電場/光伏站視為一個大容量機組呈現(xiàn)在電網(wǎng)調度系統(tǒng) 面前，使之具有可調性和可控性，是電網(wǎng)調度系統(tǒng)對風電場/光伏站實現(xiàn)良好控制的橋梁， 能有效提高電網(wǎng)對風電/光伏的接納能力。
[0003] 電網(wǎng)調度系統(tǒng)向AVC模塊下發(fā)命令，AVC模塊根據(jù)采集設備的遙測遙信信息和調度 下發(fā)的命令計算無功補償裝置的無功目標值，并將計算結果通過命令下發(fā)模塊下發(fā)給各無 功補償裝置。
[0004] 風電場和光伏站使用的無功補償設備包括:風機、逆變器、靜態(tài)無功補償裝置SVC/ SVG和容抗器。風機、逆變器、SVC/SVG等無功補償裝置屬于連續(xù)補償裝置，其響應速度快而 且更精確，而容抗器屬于離散裝置，單獨使用容抗器不能準確地將無功調節(jié)到目標值。由于 經(jīng)濟原因，在部分場站還是存在使用容抗器進行無功補償?shù)默F(xiàn)象。因此，如何將容抗器與其 他的連續(xù)無功補償裝置配合使用，成為大家關注的問題之一。

【發(fā)明內容】

[000引本發(fā)明實施例提供一種電場的無功功率補償方法及系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術中無 法有效的結合容抗器和無功功率補償設備對并網(wǎng)點的無功功率進行補償?shù)膯栴}。
[0006] 基于上述目的，本發(fā)明提供一種電場的無功功率補償方法，包括:獲取電場中各容 抗器的投狀態(tài)和切狀態(tài)的拓撲圖，并獲取所述電場中并網(wǎng)點的實際無功功率qo、和對應所 述并網(wǎng)點的目標無功功率Q3;根據(jù)所述實際無功功率和目標無功功率之間的差值A q，W及 所述實際無功功率和目標無功功率分別落入感性無功功率區(qū)間、或容性無功功率區(qū)間，調 整所述電場中至少部分容抗器的投切狀態(tài)、和/或調整所述電場中的無功功率補償設備所 輸出的無功功率Q2。
[0007] 優(yōu)選地，所述根據(jù)實際無功功率和目標無功功率之間的差值Aq, W及所述實際無 功功率和目標無功功率分別落入感性無功功率區(qū)間、或容性無功功率區(qū)間，調整所述電場 中至少部分容抗器的投切狀態(tài)、和/或調整所述電場中所述無功功率補償設備的方式包括 W下至少一種：當實際無功功率和目標無功功率均落入感性無功功率區(qū)間、或均落入容性 無功功率區(qū)間時，根據(jù)所述差值A q調整所述無功功率補償設備所輸出的無功功率92;當實 際無功功率和目標無功功率均落入感性無功功率區(qū)間、或均落入容性無功功率區(qū)間時，根 據(jù)公式
確定需將投狀態(tài)轉為切狀態(tài)的相應電容器或電抗器的數(shù)量，并按所確定的 數(shù)量m予W調整;其中，q為電容器或電抗器的無功功率。
[0008] 優(yōu)選地，所述根據(jù)實際無功功率和目標無功功率之間的差值Aq, W及所述實際無 功功率和目標無功功率分別落入感性無功功率區(qū)間、或容性無功功率區(qū)間，調整所述電場 中至少部分容抗器的投切狀態(tài)、和/或調整所述電場中所述無功功率補償設備的方式包括 W下任一種：當實際無功功率落入感性無功功率區(qū)間、且目標無功功率落入容性無功功率 區(qū)間時，控制所述電場中所有電抗器由投狀態(tài)改為切狀態(tài)，再獲取當前的所述電場中發(fā)電 設備所輸出的實際無功功率qi、所述無功功率補償設備的實際無功功率Q2及所述差值Aq, 并根據(jù)公式
，確定需將切狀態(tài)轉為投狀態(tài)的電容器數(shù)量m。，并按所確定 的數(shù)量m。予W調整，其中，q。為電容器的無功功率;當實際無功功率落入容性無功功率區(qū)間、 且目標無功功率落入感性無功功率區(qū)間時，控制所述電場中所有電容器由投狀態(tài)改為切狀 態(tài)，再獲取當前的所述電場中發(fā)電設備所輸出的實際無功功率qi、所述無功功率補償設備 的實際無功功率Q2及所述差值A q，并根據(jù)公式
，.確定需將切狀態(tài)轉為投 狀態(tài)的電抗器數(shù)量mi，并按所確定的數(shù)量mi予W調整，其中，qi為電抗器的無功功率。
[0009] 優(yōu)選地，所述調整電場中至少部分容抗器的投切狀態(tài)的方式包括:在確定所要轉 換狀態(tài)的電抗器數(shù)量、或電容器數(shù)量后，分別估計按照所確定的數(shù)量所調整后的并網(wǎng)點的 實際無功功率、和按照所確定的數(shù)量加1后所調整后的并網(wǎng)點的實際無功功率，選擇其中接 近目標無功功率Q3的無功功率，并按照所選擇的無功功率所對應的數(shù)量，調整相應的電抗 器或電容器的投切狀態(tài)。
[0010] 優(yōu)選地，所述調整電場中至少部分容抗器的投切狀態(tài)的方式包括：當所要調整狀 態(tài)的電抗器數(shù)量、或電容器數(shù)量大于等于所能轉換狀態(tài)的對應電抗器或電容器數(shù)量時，將 全部所能轉換狀態(tài)的電抗器或電容器的狀態(tài)進行轉換;再根據(jù)所述無功功率補償設備的剩 余可調節(jié)無功功率來調節(jié)所述容抗器不足的部分。
[0011] 基于上述目的，本發(fā)明還提供一種電場的無功功率補償系統(tǒng)，包括:獲取模塊，用 于獲取電場中各容抗器的投狀態(tài)和切狀態(tài)的拓撲圖，并獲取所述電場中并網(wǎng)點的實際無功 功率qo、和對應所述并網(wǎng)點的目標無功功率Q3;補償模塊，用于根據(jù)所述實際無功功率和目 標無功功率之間的差值A q，W及所述實際無功功率和目標無功功率分別落入感性無功功 率區(qū)間、或容性無功功率區(qū)間，調整所述電場中至少部分容抗器的投切狀態(tài)、和/或調整所 述電場中的無功功率補償設備所輸出的無功功率Q2。
[0012] 優(yōu)選地，所述補償模塊用于W下至少一種：當實際無功功率和目標無功功率均落 入感性無功功率區(qū)間、或均落入容性無功功率區(qū)間時，根據(jù)所述差值A q調整所述無功功率 補償設備所輸出的無功功率Q2;當實際無功功率和目標無功功率均落入感性無功功率區(qū) 間、或均落入容性無功功率區(qū)間時，根據(jù)公式
確定需將投狀態(tài)轉為切狀態(tài)的相應 電容器或電抗器的數(shù)量，并按所確定的數(shù)量m予W調整;其中，q為電容器或電抗器的無功功 率。
[0013] 優(yōu)選地，所述補償模塊用于W下任一種：當實際無功功率落入感性無功功率區(qū)間、 且目標無功功率落入容性無功功率區(qū)間時，控制所述電場中所有電抗器由投狀態(tài)改為切狀 態(tài)，再獲取當前的所述電場中發(fā)電設備所輸出的實際無功功率qi、所述無功功率補償設備 的實際無功功率Q2及所述差值A q，并根據(jù)公式
：確定需將切狀態(tài)轉為投 狀態(tài)的電容器數(shù)量m。，并按所確定的數(shù)量m。予W調整，其中，q。為電容器的無功功率;當實際 無功功率落入容性無功功率區(qū)間、且目標無功功率落入感性無功功率區(qū)間時，控制所述電 場中所有電容器由投狀態(tài)改為切狀態(tài)，再獲取當前的所述電場中發(fā)電設備所輸出的實際無 功功率qi、所述無功功率補償設備的實際無功功率Q2及所述差值Aq,并根據(jù)公式
，確定需將切狀態(tài)轉為投狀態(tài)的電抗器數(shù)量mi，并按所確定的數(shù)量mi予W 調整，其中，qi為電抗器的無功功率。
[0014] 優(yōu)選地，所述補償模塊用于在確定所要轉換狀態(tài)的電抗器數(shù)量、或電容器數(shù)量后， 分別估計按照所確定的數(shù)量所調整后的并網(wǎng)點的實際無功功率、和按照所確定的數(shù)量加1 后所調整后的并網(wǎng)點的實際無功功率，選擇其中接近目標無功功率Q3的無功功率，并按照 所選擇的無功功率所對應的數(shù)量，調整相應的電抗器或電容器的投切狀態(tài)。
[0015] 優(yōu)選地，所述補償模塊用于當所要調整狀態(tài)的電抗器數(shù)量、或電容器數(shù)量大于等 于所能轉換狀態(tài)的對應電抗器或電容器數(shù)量時，將全部所能轉換狀態(tài)的電抗器或電容器的 狀態(tài)進行轉換;再根據(jù)所述無功功率補償設備的剩余可調節(jié)無功功率來調節(jié)所述容抗器不 足的部分。
[0016] 如上所述，本發(fā)明的電場的無功功率補償方法及系統(tǒng)，具有W下有益效果:獲取電 場中的容抗器的投切狀態(tài)拓撲圖，確定各容抗器的投切狀態(tài)，便于對電場中的無功功率補 償進行準確控制，同時，計算實際無功功率與目標無功功率的差，來調整無功功率補償裝置 和/或容抗器，能夠及時響應目標無功功率的變化，實現(xiàn)電場電壓或者無功的自動調節(jié)；另 夕h W調節(jié)容抗器的投切狀態(tài)作為粗調節(jié)，無功功率補償設備的調節(jié)作為細調節(jié)的組合方 式，能夠快速、準確的調節(jié)所要補償?shù)臒o功功率;還有，估計相鄰數(shù)量的容抗器調節(jié)后的無 功功率，選擇其中更接近目標無功功率的容抗器數(shù)量，保證調節(jié)結果盡可能接近目標值。
【附圖說明】
[0017] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對本發(fā)明實施例描述中所 需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施 例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù)本發(fā)明實施 例的內容和運些附圖獲得其他的附圖。
[0018] 圖1是本發(fā)明的電場的無功功率補償方法的一個實施例的方法流程圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明的電場的無功功率補償系統(tǒng)的一個實施例的結構方框圖。
【具體實施方式】
[0020] 為使本發(fā)明解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面 將結合附圖對本發(fā)明實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅 是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域技術人員在 沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種電場的無功功率補償方法。其中，所述電場包括但不 限于:光伏電場、風力電場等。在所述電場中包含無功功率補償設備、和亦用于補償無功功 率的電容器和電抗器。所述無功功率補償設備包括但不限于:風機、逆變器、靜態(tài)無功補償 裝置SVC/SVG等。所述無功功率補償設備為上述各裝置的總和。所述電容器和電抗