一種可進行強勵作用的風電機組無功控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及風電控制領域，特別是涉及一種可進行強勵作用的風電機組無功控制方法。
【背景技術】
[0002]目前風力發(fā)電機組用變流器容量一般都是小于等于機組的容量，或者是略高于風電機組所需容量。而雙饋風電機組用變流器容量一般都是小于機組總容量的，雙饋風電機組在運行時，如果要實現(xiàn)無功補償功能，主要是依靠變流器控制發(fā)電機組進行無功補償和網(wǎng)側變流器無功補償?shù)?；當風電機組處于非運行狀態(tài)時，補償容量將由網(wǎng)側變流器自身容量決定。
[0003]隨著大規(guī)模風電機組接入電力系統(tǒng)，對電網(wǎng)安全運行帶來了新的挑戰(zhàn)，而風電機組運行的隨機性導致整個電網(wǎng)電壓產(chǎn)生波動，為解決該問題，風電場必須要有無功補償裝置。新型的風電機組本身是可以作為無功補償設備運行的，可以進行無功支撐作用。以往的風電場多采用場級無功補償設備，例如電容補償器、SVG、SVC等，無功補償投資的大小取決于風電場無功補償設備的容量。如果風電機組具備良好的無功補償功能，那么可以減小場級無功補償設備的容量，從而減少風電場投資。目前風電機組的無功補償能力在穩(wěn)態(tài)時可以穩(wěn)定輸出一定量的無功功能。當風電機組處于電網(wǎng)故障電壓運行時，風電機組對電網(wǎng)進行快速無功補償，此時電網(wǎng)需要風電機組盡可能地發(fā)出無功來支撐電網(wǎng)電壓。而目前的風電機組容量與控制算法所限，只能進行部分支撐，一般情況無功補償電流為100%額定電流，無法進行更強大的無功支撐。
[0004]中國實用新型專利CN202772580U(雙饋風電機組無功支撐的機端電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng))，該專利通過控制方法，進行電壓判斷，采用風電機組無功調(diào)節(jié)，從而對電壓進行控制。達到了在一定范圍內(nèi)對風電機組機端電壓進行控制的技術效果，但其只是涉及到常規(guī)型風電機組機端電壓控制，未在超過常規(guī)風電機組無功補償能力時進行分級控制。
[0005]中國發(fā)明專利CN102496938A(風電機組運行過程中無功調(diào)節(jié)容量的確定方法及裝置)，該專利根據(jù)變流器、定轉子電流的約束，評估雙饋風機組的固有的無功功率調(diào)節(jié)容量的范圍；確定靜態(tài)穩(wěn)定裕度，在所述靜態(tài)穩(wěn)定裕度的約束條件下矯正所述無功功率調(diào)節(jié)容量的范圍；為雙饋風電機組無功功率調(diào)節(jié)容量的確定提供了更加全面準確的評估方法；但其只是對風電機組無功調(diào)節(jié)容量進行確定，屬于一種計算無功能力的方法，并非一種控制風電機組無功支撐的具體方法。
[0006]由此可見，上述現(xiàn)有的風電機組無功控制方法，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創(chuàng)設一種可以使風電機組的電壓適應性增強，能夠在更大電壓范圍內(nèi)運行，在系統(tǒng)電壓故障期間對電網(wǎng)進行更強的支撐作用的風電機組無功控制方法，成為當前業(yè)界急需改進的目標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種可進行強勵作用的風電機組無功控制方法，以使風電機組的電壓適應性增強，能夠在更大電壓范圍內(nèi)運行，在系統(tǒng)電壓故障期間對電網(wǎng)進行更強的支撐作用。
[0008]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0009]—種可進行強勵作用的風電機組無功控制方法，對采用具有強勵功能的變流器的風電機組進行控制，包括:
[0010](I)風電機組主控系統(tǒng)強勵使能開啟；
[0011](2)對風電機組系統(tǒng)實際電壓值U進行判斷，當實際電壓值U小于低電壓強勵運行閾值υ-或是大于高電壓強勵運行閾值1^_后，開啟強勵功能，風電機組進入強勵模式;ulow與隊_可根據(jù)機組自身強勵能力設定；
[0012]如果實際電壓值U小于UlOT，則進行超前強勵補償；如果實際電壓值U大于Uhlgh，則進行滯后強勵補償；
[0013]當實際電壓值U介于Ulciw與90%風電機組系統(tǒng)額定電壓之間或是U _與110%風電機組系統(tǒng)額定電壓之間時，則按照正常的無功支撐進行補償。
[0014]作為本發(fā)明的一種改進，在所述步驟(2)的強勵模式中，根據(jù)實際電壓值U與低電壓強勵運行閾值Ulciw比較的差值Au的大小通過PI調(diào)節(jié)器進行計算強勵輸出值，該值與正常補償值Q 求和后作為無功補償給定值Q 控制風電機組進行無功補償輸出，之后根據(jù)實際電壓值反饋進行調(diào)節(jié)強勵程度，使得電壓穩(wěn)定在允許范圍之內(nèi)；在所述步驟(2)的強勵模式中，根據(jù)實際電壓值U與高電壓強勵運行閾值Uhlgh比較的差值Au的大小通過PI調(diào)節(jié)器進行計算強勵輸出值，該值與正常補償值Q 求和后作為無功補償給定值Q 控制風電機組進行無功補償輸出，之后根據(jù)實際電壓值反饋進行調(diào)節(jié)強勵程度，使得電壓穩(wěn)定在允許范圍之內(nèi)。
[0015]在PI調(diào)節(jié)器后設有限幅控制器，對計算出的強勵輸出值進行幅值限制，然后再進行所述的求和。
[0016]所述風電機組為雙饋型風電機組。
[0017]采用上述技術方案后，本發(fā)明至少具有以下有益效果:
[0018]1、該控制方法可以使風電機組無功補償能力增強，雖然增加了風電機組資金投入，但可以減小風電場場級無功設備容量，減少場級無功設備資金投入。
[0019]2、該控制方法可以通過強勵使能來開啟或關閉風電機組強勵功能。
[0020]3、該控制方法中閾值電SUhlg^Ulciw的設置，可以根據(jù)不同情況進行調(diào)節(jié)，從而設定強勵功能開啟門限。
[0021]4、該控制方法可以控制風電機組無功補償?shù)妮敵鼋o定值，從而實現(xiàn)強勵型風電機組強勵過程的控制。
[0022]5、該控制方法應用后可以使風電機組的電壓適應性增強，使得風電機組能夠在更大電壓范圍內(nèi)運行。
[0023]6、該控制方法應用后可以使風電機組在系統(tǒng)電壓故障期間對電網(wǎng)進行更強的支撐作用，提高風電機組的并網(wǎng)性能。
[0024]7、該方法可以適用于可進行無功調(diào)節(jié)的風電機組，但雙饋型風電機組提升效果更加明顯。
【附圖說明】
[0025]上述僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，以下結合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0026]圖1是風電機組系統(tǒng)電壓分段無功補償區(qū)域圖；
[0027]圖2是風電機組強勵功能邏輯開啟條件圖；
[0028]圖3是風電機組強勵模式下無功給定值計算圖。
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明的方法是基于將常規(guī)風電機組變流器換成可以進行強勵功能的變流器(該變流器的容量大于常規(guī)雙饋型風電機組)，通過主控無功控制算法控制風電機組進行強勵功能，實現(xiàn)增強風電機組無功補