一种用于风电场并网点电压控制的风机选择方法

摘要

本发明涉及一种用于风电场并网点电压控制的风机选择方法，属于电力系统自动电压控制技术领域。本方法首先定义了风电场内所有受控风机的无功可调裕度，电压安全裕度以及风机的控制性能是否合格，并基于以上定义，计算风机的加权控制因子，用于从所有风机中选择出最适宜参加控制的一定数量的风机，实际参与风电场并网点电压控制。本发明方法可集成在风电场现场运行的自动电压控制系统中，使该控制系统在控制上具有更优的灵活性，并增强了控制的鲁棒性。

主权项

1.一种用于风电场并网点电压控制的风机选择方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（1）设风电场内共有n台风机，n台风机中第i台风机的当前无功功率为Q_i，第i台风机的无功功率上限值和下限值分别为和则根据计算得到第i台风机的无功功率向上可调裕度根据计算得到第i台风机的无功功率向下可调裕度，依此方法分别计算风电场内所有n台风机的无功功率向上、向下可调裕度；（2）设风电场内n台风机中的第i台风机的当前机端电压为V_i，风机机端电压的安全上限值为安全下限值为则根据计算得到第i台风机的电压向上安全裕度根据计算得到第i台风机的电压向下安全裕度依此方法分别计算风电场内所有n台风机的电压向上，向下安全裕度；（3）设风电场内n台风机中的第i台风机的前一次无功功率控制目标值为第i台风机的当前无功功率为Q_i，第i台风机的无功功率控制量程为无功功率控制合格阈值为β_i，β_i的取值范围为0到10%，则按下式计算得到第i号风机的无功功率控制合格标志位Qlt_i：若则令Qlt_i=1；若则令Qlt_i=0，依此方法分别计算风电场内所有n台风机的无功功率控制合格标志位的值；（4）设风电场并入电网的并网点电压的实际值为电网调度中心下发的风电场并入电网的并网点的电压控制目标值为设风电场并入电网的并网点电压合格阈值为V_Dead，对风电场并入电网的并网点电压进行判断，若则结束控制；若$|V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}|>V_{\mathrm{Dead}}$且$V_w^{\mathrm{Ref}}>V_w^{\mathrm{Real}},$则进行步骤（5），若$|V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}|>V_{\mathrm{Dead}}$且$V_w^{\mathrm{Ref}}<V_w^{\mathrm{Real}},$则进行步骤（6）；（5）风电场并入电网的并网点的升压控制：（5-1）设定风电场内n台风机中的第i台风机的加权控制因子X_i，$X_i=W_Q\times Q_i^{\mathrm{UpAvail}}+W_V\times V_i^{\mathrm{UpM}\arg \mathrm{in}}+W_{\mathrm{Qlt}}\times {\mathrm{Qlt}}_i,$其中W_Q、W_V、W_Qlt为三个加权权重系数，W_Q、W_V的取值范围为1至100，W_Qlt的取值范围为10000到999999，根据上式分别计算风电场内所有风机的加权控制因子X_i；（5-2）对上述加权控制因子由大至小进行排序，选择与前m个加权控制因子相对应的m台风机参与电压控制，m的取值范围为1到n的整数；（5-3）设选出的m台风机中的第j台风机的当前无功功率为Q_j，无功功率上限值为并设风机的无功功率对风电场并入电网的并网点处电压的灵敏度平均值为第j台风机的无功功率控制目标值为：$Q_j^{\mathrm{set}}=Q_j+\frac{V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}}{S_{\mathrm{wtg}}^{\mathrm{poc}}}\times \frac{Q_j^{\mathrm{UpLmt}}-Q_j}{\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}(Q_j^{\mathrm{UpLmt}}-Q_j)},$分别计算m台风机的无功功率控制目标值，并分别将m台风机的无功功率当前值调整为相应的无功功率控制目标值，完成控制；（6）风电场并入电网的并网点的降压控制：（6-1）定义风电场内n台风机中的第i台风机的加权控制因子X_i，$X_i=W_Q\times Q_i^{\mathrm{DownAvail}}+W_V\times V_i^{\mathrm{DownM}\arg \mathrm{in}}+W_{\mathrm{Qlt}}\times {\mathrm{Qlt}}_i,$其中，W_Q、W_V、W_Qlt为三个加权权重系数，W_Q、W_V的取值范围为1至100，W_Qlt的取值范围为10000到999999，根据上式分别计算风电场内所有风机的加权控制因子X_i；（6-2）对上述加权控制因子由大至小进行排序，选择与前m个加权控制因子相对应的m台风机参与电压控制，m的取值范围为1到n的整数；（6-3）设选出的m台风机中的第r台风机的当前无功功率为Q_r，无功功率下限值为设风机的无功对风电场并网点处电压的灵敏度平均值为则按照前述定义，计算第r台风机的无功功率控制目标值为：$Q_r^{\mathrm{set}}=Q_r+\frac{V_w^{\mathrm{Ref}}-V_w^{\mathrm{Real}}}{S_{\mathrm{wtg}}^{\mathrm{poc}}}\times \frac{Q_r-Q_r^{\mathrm{DownLmt}}}{\underset{r=1}{\overset{m}{\Sigma }}(Q_r-Q_r^{\mathrm{DownLmt}})}$分别计算m台风机的无功功率控制目标值，并分别将m台风机的无功功率当前值调整为相应的无功功率控制目标值，完成控制。