CN108400619A - 一种基于avc系统的风机调节方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于AVC系统的风机调节方法，包括如下步骤：(1)当电网下达风电场公共连接点要求时，AVC系统根据公共连接点电压、电流、功率因数的测量值以及公共连接点功率因数角参考值计算当前风电场的无功出力参考值；(2)若此时风电场内无功出力上限大于该参考值，则AVC系统令风电功场内具有无功能力的风机中无功裕度最大的1台工作于恒定电压模式，其与风机工作于恒定无功模式，若风机无功出力总上限小于该值，则先将风机切换至恒无功模式，AVC系统对所有具有无功能力风机下达最大无功出力命令，之后投入动态无功补偿装置并使其工作于恒电压模式。还提供了相应的基于AVC系统的风机调节系统，对补偿任务过程中的风机进行调节，优化当前电压无功自动调节，降低电网损耗，提高电压质量，降低电压无功优化调节的费用，提高调节设备使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于电力设备状态评价与检修领域，特别是涉及一种基于AVC系统的风机调节方法及系统。
背景技术
目前我国双馈风电场中主要的无功源有SVC、SVG和双馈风力发电机(DFIG)。SVG和SVC具有响应速度快且无功容量较大的特点，故在风电场中常作为动态无功补偿装置使用，但由于其损耗较大，多用于暂态调节或作为无功备用。DFIG本身具有较大的无功容量且能够自由调节，其无功出力受AVC系统的控制，但由于AVC系统需要在通信过程中花费较多时间，因此DFIG的无功调节速度较慢，一般为秒级，而电网的暂态过程为毫秒级，所以DFIG只能用于稳定调节，而无法用于暂态调节。
平鲁卧龙洞风电场1月调节合格率78.09％，考核电量156.05MWH；2月调节合格率75.4％，考核电量131.32MWH；3月调节合格率88.92％，考核电量51.71MWH；4月调节合格率85.75％，考核电量95.34MWH；5月调节合格率78.3％，考核电量147.6MWH；6月调节合格率83.34％，考核电量75.65MWH,1月-6月共计考核电量657.65MWH，考核较为严重，给电网带来恶劣影响。为了保证风电场经济运行，同时避免多个无功源在完成同一补偿任务时出现相互冲突的情况，需要开发一种基于AVC系统的风机调节方法及系统，对补偿任务过程中的风机进行调节，优化当前电压无功自动调节，降低电网损耗，提高电压质量，降低电压无功优化调节的费用，提高调节设备使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：对补偿任务过程中的风机进行调节，优化当前电压无功自动调节，降低电网损耗，提高电压质量，降低电压无功优化调节的费用，提高调节设备使用寿命。
为此，本发明的目的在于提供一种基于AVC系统的风机调节方法，该方法包括如下步骤：
(1)当电网下达风电场公共连接点要求时，AVC系统根据公共连接点电压、电流、功率因数的测量值以及公共连接点功率因数角参考值计算当前风电场的无功出力参考值；
(2)若此时风电场内无功出力上限大于该参考值，则AVC系统令风电功场内具有无功能力的风机中无功裕度最大的1台工作于恒定电压模式，其与风机工作于恒定无功模式；若风机无功出力总上限小于该值，则先将风机切换至恒无功模式，AVC系统对所有具有无功能力风机下达最大无功出力命令，之后投入动态无功补偿装置并使其工作于恒电压模式。
优选的，所述步骤(1)无功处理参考值的计算公式为：
式中，US为公共连接点电压测量值；IS为公共连接点电流测量值；为公共连接点功率因数测量值；为公共连接点功率因数角参考之，此值由给定的功率因数参考值求得。
优选的，所述步骤(2)还包括计算无功处理约束，由下面的公式计算：
式中，Qwi(i＝1,2,...,m-1,m+1,...n)为第i台风机的无功出力参考值；Qwmmax为无功裕度最大的风机的无功出力上限；Qref为风电场无功处理参考值。
本发明的目的还在于提供一种基于AVC系统的风机调节系统，该系统包括如下子系统：
(1)风电场无功处理参考值确定子模块：包括电压传感器、电流传感器、功率因数变送器以及公共连接点功率因数角传感器，当电网下达风电场公共连接点要求时，AVC系统根据公共连接点电压、电流、功率因数的测量值以及公共连接点功率因数角参考值计算当前风电场的无功出力参考值；
(2)风机控制策略判断子模块：包括判断模块以及执行器，所述判断模块判断若此时风电场内无功出力上限大于该参考值，则AVC系统令风电功场内具有无功能力的风机中无功裕度最大的1台工作于恒定电压模式，其与风机工作于恒定无功模式，若风机无功出力总上限小于该值，则先将风机切换至恒无功模式，AVC系统对所有具有无功能力风机下达最大无功出力命令，之后投入动态无功补偿装置并使其工作于恒电压模式，所述执行器根据AVC系统的控制指令作动。
优选的，还包括AVC系统信息采集模块，用于获取AVC系统的控制操作信息。
优选的，还包括电网系统信息采集模块，通过在线检测电网系统地遥信、遥感、遥测，采集所述AVC系统接入的电网系统响应的无功控制操作信息。
优选的，还包括计算器，用于计算风电场无功出力参考值以及无功处理约束。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本发明的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中：
附图1为根据本发明实施例的基于AVC系统的风机调节方法流程图；
附图2为根据本发明实施例的基于AVC系统的风机调节系统框图。
具体实施方式
参见附图1，一种基于AVC系统的风机调节方法流程图，包括如下步骤：
(1)当电网下达风电场公共连接点要求时，AVC系统根据公共连接点电压、电流、功率因数的测量值以及公共连接点功率因数角参考值计算当前风电场的无功出力参考值，无功处理参考值的计算公式为：
式中，US为公共连接点电压测量值；IS为公共连接点电流测量值；为公共连接点功率因数测量值；为公共连接点功率因数角参考之，此值由给定的功率因数参考值求得。；
(2)若此时风电场内无功出力上限大于该参考值，则AVC系统令风电功场内具有无功能力的风机中无功裕度最大的1台工作于恒定电压模式，其与风机工作于恒定无功模式，若风机无功出力总上限小于该值，则先将风机切换至恒无功模式，AVC系统对所有具有无功能力风机下达最大无功出力命令，之后投入动态无功补偿装置并使其工作于恒电压模式，计算无功处理约束，由下面的公式计算：
式中，Qwi(i＝1,2,...,m-1,m+1,...n)为第i台风机的无功出力参考值；Qwmmax为无功裕度最大的风机的无功出力上限；Qref为风电场无功处理参考值。
参见附图2一种基于AVC系统的风机调节系统结构框图，该系统包括如下子系统：
(1)风电场无功处理参考值确定子模块：包括电压传感器、电流传感器、功率因数变送器以及公共连接点功率因数角传感器，当电网下达风电场公共连接点要求时，AVC系统根据公共连接点电压、电流、功率因数的测量值以及公共连接点功率因数角参考值计算当前风电场的无功出力参考值；
(2)风机控制策略判断子模块：包括判断模块以及执行器，所述判断模块判断若此时风电场内无功出力上限大于该参考值，则AVC系统令风电功场内具有无功能力的风机中无功裕度最大的1台工作于恒定电压模式，其与风机工作于恒定无功模式，若风机无功出力总上限小于该值，则先将风机切换至恒无功模式，AVC系统对所有具有无功能力风机下达最大无功出力命令，之后投入动态无功补偿装置并使其工作于恒电压模式，所述执行器根据AVC系统的控制指令作动。
(3)AVC系统信息采集模块，用于获取AVC系统的控制操作信息。
(4)电网系统信息采集模块，通过在线检测电网系统地遥信、遥感、遥测，采集所述AVC系统接入的电网系统响应的无功控制操作信息。
(5)计算器，用于计算风电场无功出力参考值以及无功处理约束。
将该系统应用于平鲁卧龙洞风电场，均实现了自动闭环控制、实时调节，保证了电网电压稳定和安全运行。调压设备闭环测试过程如下：做遥控接口测试的时候将主界面区域电压控制、功率因数控制、TIC控制和TOC控制都置为否，主界面scada置为是，命令下发置为是，自动控制置为是，厂站控制状态置为允许调压和自动控制，将需要测试的风机置为绿色可控，相应的母线置为绿色投入，其它设备的故障标志置为故障使其锁闭，其中电压遥测值指自动化系统所采集的数据，电压现场值是指现场电压的显示值，也就是AVC判据值，电压偏差值等于电压现场值减去电压遥测值，是在测试时为了使电压遥测值低于电压下限或高于电压上限从而驱动AVC程序而设置的值。增大能量管理平台正向偏差值，能量管理平台为平均分配AVC下发的命令，将正向偏差值增大给每台机组正常下发的无功增大，抵消部分风小机组无功不准确的影响；风机重新刷变流程序，解决风机调节精度差问题。
虽然本发明已经参考特定的说明性实施例进行了描述，但是不会受到这些实施例的限定而仅仅受到附加权利要求的限定。本领域技术人员应当理解可以在不偏离本发明的保护范围和精神的情况下对本发明的实施例能够进行改动和修改。
Claims (7)
1.一种基于AVC系统的风机调节方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
(1)当电网下达风电场公共连接点要求时，AVC系统根据公共连接点电压、电流、功率因数的测量值以及公共连接点功率因数角参考值计算当前风电场的无功出力参考值；
(2)若此时风电场内无功出力上限大于该参考值，则AVC系统令风电功场内具有无功能力的风机中无功裕度最大的1台工作于恒定电压模式，其与风机工作于恒定无功模式，若风机无功出力总上限小于该值，则先将风机切换至恒无功模式，AVC系统对所有具有无功能力风机下达最大无功出力命令，之后投入动态无功补偿装置并使其工作于恒电压模式。
2.根据权利要求1所述的一种基于AVC系统的风机调节方法，其特征在于所述步骤(1)无功处理参考值的计算公式为：
式中，US为公共连接点电压测量值；IS为公共连接点电流测量值；为公共连接点功率因数测量值；为公共连接点功率因数角参考之，此值由给定的功率因数参考值求得。
3.根据权利要求1-2所述的一种基于AVC系统的风机调节方法，其特征在于所述步骤(2)还包括计算无功处理约束，由下面的公式计算：
式中，Qwi(i＝1,2,...,m-1,m+1,...n)为第i台风机的无功出力参考值；Qwmmax为无功裕度最大的风机的无功出力上限；Qref为风电场无功处理参考值。
4.一种基于AVC系统的风机调节系统，用于执行根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于该系统包括如下子系统：
(1)风电场无功处理参考值确定子模块：包括电压传感器、电流传感器、功率因数变送器以及公共连接点功率因数角传感器，当电网下达风电场公共连接点要求时，AVC系统根据公共连接点电压、电流、功率因数的测量值以及公共连接点功率因数角参考值计算当前风电场的无功出力参考值；
(2)风机控制策略判断子模块：包括判断模块以及执行器，所述判断模块判断若此时风电场内无功出力上限大于该参考值，则AVC系统令风电功场内具有无功能力的风机中无功裕度最大的1台工作于恒定电压模式，其与风机工作于恒定无功模式，若风机无功出力总上限小于该值，则先将风机切换至恒无功模式，AVC系统对所有具有无功能力风机下达最大无功出力命令，之后投入动态无功补偿装置并使其工作于恒电压模式，所述执行器根据AVC系统的控制指令作动。
5.根据权利要求4所述的一种基于AVC系统的风机调节系统，其特征在于还包括AVC系统信息采集模块，用于获取AVC系统的控制操作信息。
6.根据权利要求4所述的一种基于AVC系统的风机调节系统，其特征在于还包括电网系统信息采集模块，通过在线检测电网系统地遥信、遥感、遥测，采集所述AVC系统接入的电网系统响应的无功控制操作信息。
7.根据权利要求4所述的一种基于AVC系统的风机调节系统，其特征在于还包括计算器，用于计算风电场无功出力参考值以及无功处理约束。
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