一种新能源场并网点的无功电压控制方法与流程

本发明属于电力系统运行与控制，涉及一种新能源场站并网点的无功电压控制方法。

背景技术：

1、随着以新能源为主的新型电力系统建设实施，新能源特别是风电发展迅猛，大量新能源接入电网。然而对于海上风电场，风速变化等扰动会影响风电机的有功出力进而引起无功电压波动等问题，系统容易产生电压振荡，使系统稳定运行受到威胁。因此，提高电网的风电机组出口电压的稳定性对电力系统的安全运行具有重大意义。

2、当前，针对风电汇集电网无功电压的控制主要采用风电场和无功补偿装置配合控制，在多风电场群集中汇集场景下，风力发电机组以及各类型无功补偿装置间的无功功率调整和交互影响都会对所接入交流电网的母线电压产生影响，使得风电机组有功波动引起的电压波动比单机情形时更加剧烈，进而给新能源接入地区电网带来并网点电压波动和无功电压管理难度的升级。

技术实现思路

1、发明目的：为解决上述问题，本发明公开了一种新能源场站并网点的无功电压控制方法，基于逆调压原理，根据风电场有功出力情况，调整风电机组定电压控制的电压参考值。

2、技术方案：为了达到上述目的，本发明公开一种新能源场站并网点的无功电压控制方法，包括以下步骤：

3、步骤1)建立风电场等效模型，检测运行参数，所述运行参数包括电压中枢点到风电场出口母线的阻抗值z、电压中枢点的有功功率ps、无功功率qs和母线电压

4、步骤2)根据获取的运行参数，计算风电场出口母线的电压参考值；

5、步骤3)根据风电场出口母线的电压参考值及风电场有功出力情况，设定风电场定电压控制的指令值；

6、步骤4)判断风电场出口电压、无功功率值的量测值是否满足约束条件，如不满足则返回步骤3)修改风电场定电压控制的指令值，直至满足约束条件。

7、进一步地，所述步骤1)检测运行参数具体包括如下步骤：

8、2-1)根据风电场的拓扑结构和输电线路的参数建立风电场等效模型，并计算电压中枢点到风电场出口母线的阻抗值z；

9、2-2)针对当前时刻电压中枢点量测得到系统电压中枢点的有功功率ps、无功功率和母线电压avc主站下达给电压中枢点的电压参考值为

10、进一步地，所述步骤2)计算风电场出口母线的电压参考值，通过如下式计算：

11、

12、

13、其中，为电压中枢点流过的电流，为风电场出口母线的电压参考值，j为虚数单位。

14、进一步地，所述步骤3)计算风电场定电压控制的指令值具体包括如下步骤：

15、4-1)实时检测风电场出口输出的有功功率pw，根据量测所得的有功功率值，与风电场输出有功功率额定值相比较，若风电场输出有功测量值大于有功额定值，则根据公式(3)和(4)得到风电场定电压控制的电压设定值uset；否则，根据公式(5)设定风电场定电压控制的指令值：

16、uset＝αuwlref    (3)

17、α＝k(pw-pn)    (4)

18、uset＝uwlref    (5)

19、其中，uwlref为风电场出口母线的电压，pn为风电场输出有功功率额定值，k根据试验经验进行整定，1＜α≤1.05，α的取值随风电场有功出力的增加而增大，当风电场的有功出力达到最大时，α取值为1.05；

20、4-2)对风电机组进行定电压控制并下发电压指令uset。

21、进一步地，所述步骤判断量测值是否满足约束条件具体包括如下步骤：

22、检测风电场出口电压uw和无功功率值qw，判断量测得到的电压值和无功值是否满足公式(6)和(7)所示的约束条件，若不满足约束条件，则转入步骤3)，若出口电压值大于规定的电压上限，则减小公式(4)中k的整定值，若出口电压值小于规定的电压下限，则增大公式(4)中k的整定值，对风电场定电压控制设定值进行再次计算，至风电场出口电压和无功的量测值满足约束条件：

23、0.97uwlref＜＜uw＜＜1.07uwlref    6)

24、qwmin＜＜qw＜＜qwmax    (7)

25、其中，uwlref为风电场出口母线的电压，qwmin、qwmax为风电场出口无功功率最小值和最大值。

26、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

27、本发明基于“逆调压”的思想，根据风电场有功出力情况，调整风电机组定电压控制的电压参考值，从根源上抑制了多风电场群集中汇集场景下，由于风力发电机有功出力引起的出口电压波动对系统中枢节点电压的影响。

技术特征：

1.一种新能源场站并网点的无功电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种新能源场站并网点的无功电压控制方法，其特征在于，所述步骤1)检测运行参数具体包括如下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种新能源场站并网点的无功电压控制方法，其特征在于，所述步骤2)计算风电场出口母线的电压参考值，通过如下式计算：

4.根据权利要求1所述的一种新能源场站并网点的无功电压控制方法，其特征在于，所述步骤3)计算风电场定电压控制的指令值具体包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种新能源场站并网点的无功电压控制方法，其特征在于，所述步骤判断量测值是否满足约束条件具体包括如下步骤：

技术总结本发明涉及电力系统运行与控制技术领域，公开了一种新能源场站并网点的无功电压控制方法，基于建立的风电场等效模型和AVC主站下达的中枢点电压参考值，确定风电场出口母线的电压参考值，并根据风电场有功出力情况从而计算出风力发电机定电压控制的指令值，使风电场出口电压、无功功率值的量测值满足约束条件，实现对新能源发电站并网点电压的控制。与现有技术相比，本发明基于逆调压原理，根据风电场有功出力情况，调整风电机组定电压控制的电压参考值，稳定电压，抑制由于新能源发电站有功出力波动引起的无功电压波动，提高新能源发电站并网的稳定性。技术研发人员：朱丹丹,徐贤,刘艳章,崔亮坤,王栋,李佑伟,丁波受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25