一種風(fēng)電和光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的無功電壓控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的無功電壓控制方法，屬于發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 以風(fēng)能、太陽能為代表的新能源發(fā)電因其無污染、可再生等優(yōu)點受到世界各國廣 泛關(guān)注，然而風(fēng)電、光伏發(fā)電的不確定性和波動性給電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性造成一定影響，風(fēng)速 波動會引起并網(wǎng)點電壓波動，光伏電站有功出力的隨機性與電網(wǎng)不友好的特征也使電網(wǎng)電 壓不穩(wěn)定。風(fēng)能和太陽能在時空上具有天然的互補性，風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行雖然能 減小并網(wǎng)點電壓波動，但是當(dāng)風(fēng)速和光照變化較大時，并網(wǎng)點電壓波動仍然較大。
[0003] 針對風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)無功電壓問題，通過控制無功出力可以對電網(wǎng)電壓進行調(diào) 整。目前，對于由變速恒頻風(fēng)電機組組成的風(fēng)電場，其無功電壓控制主要由風(fēng)電場的風(fēng)力發(fā) 電機組進行動態(tài)無功調(diào)節(jié)；對于光伏發(fā)電系統(tǒng)，通常在光伏電站母線上安裝SVC等無功補 償裝置以補償光伏系統(tǒng)的無功需求，或利用光伏逆變器本身的無功輸出能力向電網(wǎng)輸出無 功功率以維持局部電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。顯然，單一能源發(fā)電系統(tǒng)不能最大限度地利用風(fēng)電場和 光伏電站的無功潛能，投資成本較大，而風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)不僅可以在有功功率方面互補， 而且在無功方面也可以實現(xiàn)互補，因而可以降低并網(wǎng)點電壓波動，減小動態(tài)無功補償設(shè)備 容量，節(jié)約投資成本。因此，如何協(xié)調(diào)控制風(fēng)光互補系統(tǒng)無功出力就成為有關(guān)部門亟待解決 的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種風(fēng)電和光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的無 功電壓控制方法，以減小低壓側(cè)電壓波動，節(jié)約投資成本。
[0005] 本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案實現(xiàn)的： 一種風(fēng)電和光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的無功電壓控制方法，所述方法由變電站控制中心實時 測量風(fēng)電和光伏發(fā)電集中接入變電站低壓側(cè)電壓，當(dāng)風(fēng)速波動或/和光照變化引起低壓側(cè) 電壓波動時，首先根據(jù)并網(wǎng)點電壓相對于電壓參考值的偏差確定電網(wǎng)的無功需求，然后在 風(fēng)電場、光伏電站和動態(tài)無功補償設(shè)備之間按照優(yōu)先級進行無功分配，維持并網(wǎng)點母線電 壓恒定。
[0006] 上述風(fēng)電和光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的無功電壓控制方法，所述方法包括以下步驟： a. 利用電壓互感器測量變電站低壓側(cè)電壓，根據(jù)其與電壓參考值1_,的誤差信 號』出無功功率需求量仏
【主權(quán)項】
1. 一種風(fēng)電和光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的無功電壓控制方法，其特征是，所述方法由變電站 控制中心實時測量風(fēng)電和光伏發(fā)電集中接入變電站低壓側(cè)電壓，當(dāng)風(fēng)速波動或/和光照變 化引起低壓側(cè)電壓波動時，首先根據(jù)并網(wǎng)點電壓相對于電壓參考值的偏差確定電網(wǎng)的無功 需求，然后在風(fēng)電場、光伏電站和動態(tài)無功補償設(shè)備之間按照優(yōu)先級進行無功分配，維持并 網(wǎng)點母線電壓恒定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電和光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的無功電壓控制方法，其特征是， 具體步驟如下： a. 利用電壓互感器測量變電站低壓側(cè)電壓，根據(jù)其與電壓參考值&_,的誤差信 號』出無功功率需求量仏
式中，&和尤分別為比例系數(shù)和積分系數(shù)，s為控制器參數(shù)域； b. 根據(jù)風(fēng)電場、光伏電站的無功出力極限，將無功需求仏6/按照優(yōu)先級分配方法分配 給風(fēng)電場、光伏電站和動態(tài)無功補償設(shè)備： ① 當(dāng)無功需求量仏小于風(fēng)電場無功出力極限1^0寸，由風(fēng)電場進行無功補償，且風(fēng) 電場無功出力=也/?; ② 當(dāng)無功需求量仏6/大于風(fēng)電場無功出力極限而小于風(fēng)電場無功出力極限 與光伏電站無功出力極限％之和時，由風(fēng)電場和光伏電站進行無功補償，風(fēng)電場無功出力 _ ，光伏電站無功出力％ ③當(dāng)無功需求量仏#大于風(fēng)電場無功出力極限光伏電站無功出力極限％之 和時，由風(fēng)電場、光伏電站和STATCOM共同進行無功補償，風(fēng)電場無功出力仏，光 伏電站無功出力仏功出力
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)電和光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的無功電壓控制方法，其特征是， 風(fēng)電場內(nèi)無功功率的分配模型為：
式中4為風(fēng)電場第i臺雙饋發(fā)電機（DFIG)有功功率，仏為風(fēng)電場第i臺雙饋發(fā)電機 (DFIG)無功功率，為節(jié)點的電壓，&為節(jié)點之間線路的電阻，為風(fēng)電場內(nèi)節(jié)點數(shù)， 為風(fēng)電場內(nèi)節(jié)點i、j之間的電導(dǎo)，漢7為風(fēng)電場內(nèi)節(jié)點i、j之間的電納，為DFIG機組 無功出力的最小極限，仏,._*DFIG機組無功出力的最大極限，機組機端電壓 最小值，1.*^為DFIG機組機端電壓最大值7為風(fēng)電場內(nèi)節(jié)點i、j之間電壓相角差。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)電和光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的無功電壓控制方法，其特征是， 光伏電站內(nèi)第i臺光伏逆變器分配的無功功率％為：
式中，為第i臺光伏逆變器的無功功率極限，％為分配至光伏電站的無功功率參 考值，&為光伏電站的無功功率極限。
【專利摘要】一種風(fēng)電和光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的無功電壓控制方法，所述方法由變電站控制中心實時測量風(fēng)電和光伏發(fā)電集中接入變電站低壓側(cè)電壓，當(dāng)風(fēng)速波動或/和光照變化引起低壓側(cè)電壓波動時，首先根據(jù)并網(wǎng)點電壓相對于電壓參考值的偏差確定電網(wǎng)的無功需求，然后在風(fēng)電場、光伏電站和動態(tài)無功補償設(shè)備之間按照優(yōu)先級進行無功分配，維持并網(wǎng)點母線電壓恒定。本發(fā)明以風(fēng)電/光伏發(fā)電集中接入變電站低壓側(cè)電壓為控制目標(biāo)進行無功分配，并且在無功分配過程中兼顧風(fēng)電場有功功率損耗，與風(fēng)電場、光伏逆變器單獨控制方法相比，不僅減小了低壓側(cè)的電壓波動，而且降低了風(fēng)電場有功損耗。
【IPC分類】H02J3-16, H02J3-38
【公開號】CN104578086
【申請?zhí)枴緾N201510049507
【發(fā)明人】盧錦玲, 何振民, 於慧敏, 米增強
【申請人】華北電力大學(xué)（保定）
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年2月1日