專利名稱：一種風(fēng)電場遠(yuǎn)控故障時風(fēng)機(jī)無功調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無功調(diào)節(jié)方法領(lǐng)域，具體地，涉及一種風(fēng)電場遠(yuǎn)控故障時風(fēng)機(jī)無功調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
據(jù)初步統(tǒng)計，2011年中 國新增風(fēng)電裝機(jī)容量接近1800萬千瓦，總裝機(jī)容量達(dá)到6500萬千瓦，中國已經(jīng)是世界上風(fēng)電設(shè)備制造大國和風(fēng)電裝機(jī)容量最多的國家，成為名副其實(shí)的風(fēng)電大國。隨著風(fēng)電在電網(wǎng)容量中的比例的不斷增加，這不僅在客觀上要求風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時能提供無功支持，還出現(xiàn)了電能質(zhì)量、電壓問題，以及大規(guī)模的風(fēng)電電源引起電網(wǎng)不穩(wěn)定性等問題。而我國風(fēng)資源分布的不均衡性，使我國必將對風(fēng)機(jī)的電能質(zhì)量和對電網(wǎng)的無功支撐提出更高的要求。我國2012年初國家電網(wǎng)頒布正式的《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中有關(guān)風(fēng)電場無功補(bǔ)償規(guī)定中提到“風(fēng)電場要充分利用風(fēng)電機(jī)組的無功容量及其調(diào)節(jié)能力；當(dāng)風(fēng)電機(jī)組的無功容量不能滿足系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)需要時，應(yīng)在風(fēng)電場集中加裝適當(dāng)容量的無功補(bǔ)償裝置，必要時加裝動態(tài)無功補(bǔ)償裝置?！鼻覠o功容量也做了規(guī)定?，F(xiàn)為提高并網(wǎng)能力，電網(wǎng)要求風(fēng)電場配置無功補(bǔ)償裝置，目前最為有效的無功補(bǔ)償裝置是SVG。風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)電機(jī)組本身具有無功功率調(diào)節(jié)能力，在國內(nèi)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)、大中院校以及風(fēng)電制造企業(yè)，對利用風(fēng)電機(jī)組調(diào)節(jié)風(fēng)電場無功功率的研究多數(shù)尚還停留在試驗仿真階段，真正的應(yīng)用在實(shí)際風(fēng)場的系統(tǒng)還很少。風(fēng)電場利用風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行整場的無功調(diào)節(jié)，單臺風(fēng)機(jī)作為調(diào)節(jié)功能的元素組成部分，以整場調(diào)節(jié)作為目標(biāo)，這樣就形成了以整場無功或并網(wǎng)點(diǎn)電壓穩(wěn)定特性為全局控制目標(biāo)，在風(fēng)機(jī)自身性能特性條件下發(fā)揮風(fēng)機(jī)作為無功源的調(diào)節(jié)作用?，F(xiàn)有模式下，以風(fēng)機(jī)作為無功源進(jìn)行無功調(diào)節(jié)存在以下缺陷和不足，風(fēng)電場無功調(diào)節(jié)是建立在原有光纖環(huán)網(wǎng)通訊正常的基礎(chǔ)，來調(diào)配所有風(fēng)機(jī)的無功輸出能力。遠(yuǎn)控故障如當(dāng)中控服務(wù)器死機(jī)或當(dāng)風(fēng)場光纖環(huán)網(wǎng)通訊故障時，風(fēng)機(jī)自身無功調(diào)節(jié)將失去整場的調(diào)節(jié)目標(biāo)，無功調(diào)配的失衡將導(dǎo)致風(fēng)電場并網(wǎng)電壓的波動或引起不必要的振蕩，甚至導(dǎo)致風(fēng)電場電網(wǎng)系統(tǒng)的崩潰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種風(fēng)電場遠(yuǎn)控故障時風(fēng)機(jī)無功調(diào)節(jié)方法，能夠保證在遠(yuǎn)控故障條件下風(fēng)電場母線電壓的穩(wěn)定，維持電網(wǎng)的穩(wěn)定。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種風(fēng)電場遠(yuǎn)控故障時風(fēng)機(jī)無功調(diào)節(jié)方法，包括遠(yuǎn)控故障的判斷機(jī)制、遠(yuǎn)控故障發(fā)生觸發(fā)遠(yuǎn)控與單機(jī)模式的轉(zhuǎn)換機(jī)制、單機(jī)無功調(diào)節(jié)模式的調(diào)用機(jī)制，各機(jī)制的執(zhí)行是在一定的時間順序下依次觸發(fā)的；其中，單機(jī)無功調(diào)節(jié)模式為設(shè)定風(fēng)電場內(nèi)每單臺風(fēng)機(jī)有功功率-無功功率關(guān)系曲線；按照該曲線的變化規(guī)律進(jìn)行單機(jī)無功調(diào)節(jié)；其中，每單臺風(fēng)機(jī)有功功率-無功功率關(guān)系曲線是根據(jù)遠(yuǎn)控正常時風(fēng)機(jī)在整場調(diào)節(jié)模式下，單機(jī)長期的運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)分析得到的。進(jìn)一步地，所述遠(yuǎn)控故障的判斷機(jī)制含有遠(yuǎn)控故障判斷條件及中控與風(fēng)機(jī)的軟件握手機(jī)制。進(jìn)一步地，所述每單臺風(fēng)機(jī)有功功率-無功功率關(guān)系曲線，其橫軸為風(fēng)機(jī)有功功率，縱軸是風(fēng)機(jī)無功功率；曲線 的獲取首先是得到OFFSET穿越點(diǎn)0’，所述0’所在區(qū)域是在機(jī)組特殊的有功功率穿越區(qū)域，所述0’為風(fēng)電場風(fēng)機(jī)運(yùn)行的感性無功、所有箱變和主變所用感性無功與風(fēng)場線路自身的容性無功平衡點(diǎn)；當(dāng)風(fēng)機(jī)有功功率低于0’以下值條件下，風(fēng)機(jī)輸出無功值為負(fù)值，即風(fēng)機(jī)根據(jù)曲線變化規(guī)律輸出感性無功功率；當(dāng)風(fēng)機(jī)有功功率高于0’以上值條件下，風(fēng)機(jī)輸出無功值為正值，即風(fēng)機(jī)根據(jù)曲線變化規(guī)律輸出容性無功功率。進(jìn)一步地，所述每單臺風(fēng)機(jī)有功功率-無功功率關(guān)系曲線分為多個變化段。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)I、由于本發(fā)明在傳統(tǒng)的風(fēng)電場無功調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，考慮了遠(yuǎn)控故障時，單臺風(fēng)機(jī)無功不可調(diào)配的惡略情況，因此避免遠(yuǎn)控故障狀態(tài)下風(fēng)機(jī)無功可能對風(fēng)場電網(wǎng)，風(fēng)場無功補(bǔ)償設(shè)備和變電站其他設(shè)備帶來的不利影響，在風(fēng)電場遠(yuǎn)控故障發(fā)生直到故障消除時間段內(nèi)，風(fēng)電機(jī)組能維持風(fēng)電場無功需求和調(diào)配基本平衡，滿足風(fēng)電場無功調(diào)節(jié)目標(biāo)誤差的要求。2、由于是一個軟件方法，因此不局限于某種控制機(jī)或風(fēng)機(jī)主控設(shè)備，也不局限于某一特定的軟件編程環(huán)境。該方法的通用性，可以適用于風(fēng)機(jī)制造行業(yè)軟硬件各異的不同條件和環(huán)境。下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖I為本發(fā)明風(fēng)電場遠(yuǎn)控故障時風(fēng)機(jī)無功調(diào)節(jié)方法的曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明的一種風(fēng)電場遠(yuǎn)控故障時風(fēng)機(jī)無功調(diào)節(jié)方法，包括遠(yuǎn)控故障的判斷機(jī)制、遠(yuǎn)控故障發(fā)生觸發(fā)遠(yuǎn)控與單機(jī)模式的轉(zhuǎn)換機(jī)制、單機(jī)無功調(diào)節(jié)模式的調(diào)用機(jī)制，所述遠(yuǎn)控故障的判斷機(jī)制含有遠(yuǎn)控故障判斷條件及中控與風(fēng)機(jī)的軟件握手機(jī)制；所述遠(yuǎn)控故障發(fā)生導(dǎo)致遠(yuǎn)控與單機(jī)模式的轉(zhuǎn)換機(jī)制是用來保障系統(tǒng)無功調(diào)節(jié)波動，所述單機(jī)無功調(diào)節(jié)模式的調(diào)用機(jī)制是具體單機(jī)無功調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)，各機(jī)制的執(zhí)行是在一定的時間順序下依次觸發(fā)的。其中，具體單機(jī)無功調(diào)節(jié)的方法如下如圖I所示，設(shè)定風(fēng)電場內(nèi)每單臺風(fēng)機(jī)有功功率-無功功率關(guān)系曲線，該曲線分為四段(可以更多)它們是-X -BB’曲線、BB’ -0’曲線、0’ -CC曲線和CC’ -DD’曲線。其中，橫軸為風(fēng)機(jī)有功，縱軸是風(fēng)機(jī)無功。在風(fēng)電機(jī)組參與風(fēng)電場無功調(diào)節(jié)的情況下，風(fēng)電機(jī)組不必保障單機(jī)的功率因數(shù)。曲線的獲取首先是得到OFFSET穿越點(diǎn)0’，所述0’所在區(qū)域是在機(jī)組特殊的有功功率穿越區(qū)域，是在風(fēng)機(jī)有功功率到達(dá)0’點(diǎn)左右時，風(fēng)電場整體需求能自給自足，風(fēng)電場風(fēng)機(jī)運(yùn)行的感性無功、所有箱變和主變所用感性無功與風(fēng)場線路自身的容性無功平衡點(diǎn)。在無功功率平衡點(diǎn)縱軸風(fēng)機(jī)無功根據(jù)風(fēng)機(jī)在風(fēng)場不同線路和不同的地理風(fēng)況做出偏差調(diào)整。風(fēng)機(jī)有功P低于0’以下值條件下，風(fēng)機(jī)輸出無功值為負(fù)值，即風(fēng)機(jī)輸出感性無功功率。風(fēng)機(jī)輸出有功功率在00’段內(nèi)風(fēng)電場線路上的容性無功功率處于富余狀態(tài)，其中在有功功率B0’范圍內(nèi)按照恒功率因數(shù)風(fēng)機(jī)進(jìn)行無功輸出；在OB階段，風(fēng)機(jī)輸出按照拋物線形式輸出，具體函數(shù)關(guān)系各臺風(fēng)機(jī)在風(fēng)場不同線路和不同的地理風(fēng)況做出偏差調(diào)整。風(fēng)機(jī)有功P高于0’以上值條件下， 風(fēng)機(jī)輸出無功值為正值，即風(fēng)機(jī)輸出容性無功功率。風(fēng)機(jī)輸出有功功率在D0’段內(nèi)風(fēng)電場線路上的容性無功功率處于不足狀態(tài)，其中在有功功率CO’范圍內(nèi)按照恒功率因數(shù)風(fēng)機(jī)進(jìn)行無功輸出；在DC階段，風(fēng)機(jī)輸出按照拋物線形式輸出，具體函數(shù)關(guān)系各臺風(fēng)機(jī)在風(fēng)場不同線路和不同的地理風(fēng)況做出偏差調(diào)整。本發(fā)明工作時，風(fēng)場內(nèi)每單臺風(fēng)機(jī)有功功率-無功功率曲線設(shè)定關(guān)系曲線，是根據(jù)風(fēng)電場遠(yuǎn)控正常條件下長期的運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)分析得到的，是在參考風(fēng)機(jī)在整場調(diào)節(jié)模式下單機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)上得出的結(jié)論。各臺風(fēng)機(jī)有功-無功曲線設(shè)定都不盡相同，因各臺風(fēng)機(jī)所在風(fēng)場電氣拓?fù)鋱D的位置和風(fēng)機(jī)所在地理位置風(fēng)況均有差異，風(fēng)電機(jī)按照該方法進(jìn)行無功輸出能控制整個風(fēng)電場主變高壓側(cè)無功穩(wěn)定在設(shè)定值的5%上下誤差范圍內(nèi)。上述各實(shí)施例中，各分段的曲線參數(shù)、分段數(shù)量、風(fēng)機(jī)無功和有功極大值，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，對個別參數(shù)進(jìn)行的改變和修改，不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)電場遠(yuǎn)控故障時風(fēng)機(jī)無功調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括遠(yuǎn)控故障的判斷機(jī)制、遠(yuǎn)控故障發(fā)生觸發(fā)遠(yuǎn)控與單機(jī)模式的轉(zhuǎn)換機(jī)制、單機(jī)無功調(diào)節(jié)模式的調(diào)用機(jī)制，各機(jī)制的執(zhí)行是在一定的時間順序下依次觸發(fā)的； 其中，單機(jī)無功調(diào)節(jié)模式為設(shè)定風(fēng)電場內(nèi)每單臺風(fēng)機(jī)有功功率-無功功率關(guān)系曲線；按照該曲線的變化規(guī)律進(jìn)行單機(jī)無功調(diào)節(jié)； 其中，每單臺風(fēng)機(jī)有功功率-無功功率關(guān)系曲線是根據(jù)遠(yuǎn)控正常時風(fēng)機(jī)在整場調(diào)節(jié)模式下，單機(jī)長期的運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)分析得到的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)電場遠(yuǎn)控故障時風(fēng)機(jī)無功調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)控故障的判斷機(jī)制含有遠(yuǎn)控故障判斷條件及中控與風(fēng)機(jī)的軟件握手機(jī)制。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的風(fēng)電場遠(yuǎn)控故障時風(fēng)機(jī)無功調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述每單臺風(fēng)機(jī)有功功率-無功功率關(guān)系曲線，其橫軸為風(fēng)機(jī)有功功率，縱軸是風(fēng)機(jī)無功功率；曲線的獲取首先是得到OFFSET穿越點(diǎn)0’，所述O’所在區(qū)域是在機(jī)組特殊的有功功率穿越區(qū)域，所述O’為風(fēng)電場風(fēng)機(jī)運(yùn)行的感性無功、所有箱變和主變所用感性無功與風(fēng)場線路自身的容性無功平衡點(diǎn)； 當(dāng)風(fēng)機(jī)有功功率低于O’以下值條件下，風(fēng)機(jī)輸出無功值為負(fù)值，即風(fēng)機(jī)根據(jù)曲線變化規(guī)律輸出感性無功功率； 當(dāng)風(fēng)機(jī)有功功率高于O’以上值條件下，風(fēng)機(jī)輸出無功值為正值，即風(fēng)機(jī)根據(jù)曲線變化規(guī)律輸出容性無功功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)電場遠(yuǎn)控故障時風(fēng)機(jī)無功調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述每單臺風(fēng)機(jī)有功功率-無功功率關(guān)系曲線分為多個變化段。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)電場遠(yuǎn)控故障時風(fēng)機(jī)無功調(diào)節(jié)方法，包括遠(yuǎn)控故障的判斷機(jī)制、遠(yuǎn)控故障發(fā)生觸發(fā)遠(yuǎn)控與單機(jī)模式的轉(zhuǎn)換機(jī)制、單機(jī)無功調(diào)節(jié)模式的調(diào)用機(jī)制，各機(jī)制的執(zhí)行是在一定的時間順序下依次觸發(fā)的；其中，單機(jī)無功調(diào)節(jié)模式為設(shè)定風(fēng)電場內(nèi)每單臺風(fēng)機(jī)有功功率-無功功率關(guān)系曲線；按照該曲線的變化規(guī)律進(jìn)行單機(jī)無功調(diào)節(jié)；其中，每單臺風(fēng)機(jī)有功功率-無功功率關(guān)系曲線是根據(jù)遠(yuǎn)控正常時風(fēng)機(jī)在整場調(diào)節(jié)模式下，單機(jī)長期的運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)分析得到的。本發(fā)明具有良好的遠(yuǎn)控故障態(tài)時無功支撐能力，能夠保證在遠(yuǎn)控故障條件下風(fēng)電場母線電壓的穩(wěn)定，維持電網(wǎng)的穩(wěn)定。
文檔編號H02J3/16GK102769293SQ20121026558
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者李寶金, 趙廣宇, 黃濤 申請人:國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司