电网故障下异步风电场无功补偿设备容量配置方法

摘要

本发明公开了一种电网故障下异步风电场无功补偿设备容量配置方法，A)计算故障恢复初期异步风电场能够满足电网导则低电压穿越要求的最低PCC点电压；B)计算与最低PCC点电压相应的无功补偿装置容量；异步风电场无功补偿设备容量配置不低于该最低容量S_C即可。本配置方法可计算得到能够满足电网导则中低电压穿越要求时异步风电场PCC点所需装设的无功补偿设备容量最小值，适用于现有并网异步风电场无功补偿设备容量规划，可为实际异步风电场进行无功补偿设备容量配置提供参考，有效提高实际异步风电场低穿改造方案的可行性与经济性，有利于提高风电场的低电压穿越能力和含异步风电场的区域电网的暂态电压稳定性。

主权项

电网故障下异步风电场无功补偿设备容量配置方法，其特征在于：步骤如下，A)计算故障恢复初期异步风电场能够满足电网导则低电压穿越要求的最低PCC点电压；A1)根据风电场低电压穿越要求计算异步风电场的临界转差率s_cr；A2)由A1)所得临界转差率s_cr计算故障恢复初期异步风电场能够满足电网导则低电压穿越要求的最低PCC点电压U_PCCmin，如下式所示：$U_{\mathrm{PCC}\min }=\sqrt{\frac{T_m{\Omega }_s\{{[R_L+c_2(R_1+c_1{R}_2^{\prime }/s_{\mathrm{cr}})]}^2+{[X_L+X_T+c_2(X_{1\sigma }+c_1{X}_{2\sigma }^{\prime })]}^2\}}{m_1·R_2^{\prime }/s_{\mathrm{cr}}}}$式中：m₁为定子绕组相数；Ω_s为同步角速度；T_m为机械转矩；R₁，X_1σ分别为定子电阻和定子漏抗；R₂'，X_2σ'分别为折算后的转子电阻和转子漏抗；R_L，X_L分别为风电场与并网点间线路电阻和电抗；X_T为风电场侧升压变压器短路电抗；c₁＝1+X_1σ/X_m，为修正系数；c₂＝1+(X_L+X_T)/X_C//m；X_C//m＝X_CX_m/(X_C+X_m)，为X_C与X_m并联值；X_m，X_C分别为激磁电抗和机端并联电抗器的容抗；B)计算与最低PCC点电压相应的无功补偿装置容量；B1)由A1)所得临界转差率s_cr以及A2)所得最低PCC点电压U_PCCmin计算故障恢复初期异步风电场向电网发出的有功功率P_FSIG和吸收的无功功率Q_FSIG；B2)由A2)所得U_PCCmin、B1)所得P_FSIG及Q_FSIG计算故障恢复初期异步风电场潮流，得到故障恢复初期异步风电场能够满足电网导则低电压穿越要求的PCC点无功补偿设备所需发出无功功率Q_C：$Q_C=Q_{\mathrm{FSIG}}-\frac{U_{\mathrm{PCC}\min }(U_g-U_{\mathrm{PCC}\min })+P_{\mathrm{FSIG}}{R}_L}{X_L+X_T}$B3)由B2)所得Q_C与A2)所得U_PCCmin相除即得到无功补偿设备最低容量S_C：异步风电场无功补偿设备容量配置不低于该最低容量S_C即可；$S_C=\frac{Q_C}{U_{\mathrm{PCC}\min }}.$