风电场动静态无功补偿协调控制策略

毕诗泉

摘要：协调控制的无功补偿风电场是控制系统的构成和风电场运营过程的这一步,这是最重要的,一个困难的问题,在现阶段研究家庭网络的运营,对于技术规则是风电场风能技术特有的。在风力技术发展初期，风力发电场较少，基础功率较低。然而，随着风力涡轮机规模的扩大，单个发动机场的规模也在扩大，最终形成了一个1GW的风电场。因此，在风电场运行的这一阶段，不同的服务有必要独立地改进相关元素，并将风电场组组合成一个完整的支撑点，以充分保证整个网络的电压。

关键词：风电场无功优化；风电场；无功补偿；策略措施；

前言

由于自然资源等因素和负载平衡,各大型风电场的并网系统通常弱连接的终端系统、电压无功控制一直是一个关切在风电场的并网系统的重要运行情况。2011年的网络风向发生电离大型事故,依次在酒泉等大型风力发电厂和张家口市发生。这事件表明,合理、有效和及时的措施,无功补偿对风电机组的安全稳定运行是重要的。目前，风电场群无功功率补偿策略主要由单场独立控制主导。风电场组由现场自动电压调节系统和安装在电压调节中心的无功补偿装置提供无功能量。风力发电机组无功补偿的目标应与单场无功补偿的目标不同。除了满足基本的电压为网络运作的电风扇、无功功率补偿电压范围应满足集团对于集团单一节点字段的字段和对于共同连接点(point)电压控制的核心。

一、关于风电场无功电压控制的原则

1.风电场无功电压控制的分工

风电场的无功管理和电压控制由电网和风电场共同承担。电网的任务是整合整个风电场无功优化网络，控制目标风电场电压和无功功率，确保整个电网安全、经济运行。风电场的任务是整合现有的控制手段，优化风电场内部的无功功率，遵循网络部署指令，确保风电场安全经济运行。电网和风电场共同管理风电场的无功电压。一个风电场的安全受到威胁，另一个风电场的安全得不到保证。合理的风电场无功电压调节策略对双方都是有利的，同时也需要双方的参与。在优化包括风电场在内的整个电网的无功功率时，需要风电场功率预测和可用作业区信息(包括无功调节容量的估计)。风电场在对地面无功功率进行优化时，还需要提供无功电压控制的运行计划和目标信息。本文主要研究风电场无功侧的电压调节策略。假设风电场有足够的静态和静态无功补偿装置，容量充足，比例合理。

2.对于风电场无功电压控制策略设计的基础要求

风电侧无功电压控制策略应满足以下要求:从安全和经济的角度来看，安全是第一要务。风力发电场能够区分和适应复杂的运行条件，因为在正常和故障条件下可用的无功功率源的容量和类型有很大的多样性。由于通讯条件差和易受天气影响，管制策略的有效执行不应过分依赖通讯的可靠性。

3.风电场无功电压的控制手段

风电场常见无功电压控制的手段及特点见下表。电容器、反应器、静态反应性补偿器、静态同步补偿器和DFIG都可以通过改变风电场的无功功率来调节风电场的无功电压。在电压安全受到威胁的情况下，DFIG还可以降低自身的有功功率，提高无功功率调节能力，提高风电场的电压水平。无功功率分布只能通过调节电压调节变压器的输出来改变，不能产生无功功率分布。OLTC型电容器、反应堆和连接器是低成本、大容量的离散控制装置，可用于补偿风力发电和电网的大幅波动。VPC、STATCOM和DFIG是连续调节装置。SVC和STATCOM的成本很高，容量也很低。虽然DFIG的容量很重要，但为了增加故障传递能力，必须将无功功率降至最低。

4. 风力发电预测:根据历史数据和风电场地形数据,如解决风力发电预测模型,得到未来风力风能预测数据在一段时间内,风力发电场定期(如15分钟)网格调度上传预测风力发电和风电场无功电压运行数据；电网调度:根据风电场风电功率预测数据、电网和风电场无功电压运行范围和负荷预测信息，由电网调度运行计划，向风电场发送无功电压控制指令；风电场无功电压控制系统：根据风功率预测数据 和电网调度指令，计算风电场无功需求值 ，制订各无功电压设备控制指令，并下发控制指令到风电场各无功电压设备控制器。 二、风电场群的无功电压操控的技术方式

在风电场群的无功电压的操控发展过程当中，传统的风电场接入系统得到了实践的验证。在风电场风电系统运行的现阶段，无功控制的重点是梳理这条线的相关信息，而后面的内容并没有完全满足风电场的要求，采用合适的控制方法。风电场风力发电方式多种多样，但在目前系统应用阶段，最关键的发电方式是笼式异步风车和双馈异步风车。对于异步风车，重点是收集系统运行过程中的非功能量，并提供一组已配置的电容器，以满足风车与电网连接的基本要求。对于双功率异步风力发电系统，关键是系统无功能调整，但目前国内风电场双功率电机恒功率为1.01或0.99。在风电场控制系统的运行中，重点是系统的调节功能，以方便对电力系统的控制。和许多实用技术,它是一个关键因素来调节风力发电场的不完整的控制系统,可以什么都不做,电力系统的快速合法性的基本内容,提高精度,并实现电力系统,也在这个时候,会使网络伤害下降。

三、风电系统操控电压平稳性的因素

1.某些网络风力均安装了有点大风力发电机的风电容,并由于随机性的风速和风向,可能还有一些会在风力发电机系统运作,但必须有一定数量的风力发电机。风对功率略高,尤其是当集团风电系统中被使用,功率传输线路的变化将伴随着强风和海浪之间消耗无功功率为若干情形不够或动态无功功率过高,并在其中运行的所有电气系统必须与科学。随着国内风电产业规模的不断扩大，平行集团的数量不断增加，电站的发电能力达到了几百兆瓦。

2.风力发电机的类型有鼠笼式异步风力发电机、双电源异步风力发电机、直接驱动永磁发电机等。在风车技术应用的这一阶段，逆变感应风车和直接驱动永磁风车被认为是无功功率的主要应用。由于风力系统的作用相对重要，它们将对风力系统的所有应用产生相当大的影响。

四、风电场动静态无功补偿协调操控措施

1.优化功能,目的是控制总线相连,主要区域的核心电压,电压质量是关键,安全运行和区域网络,因此,应在使用该系统,引入电压偏差指数开发的核心公式可表示的功能分析。在风电场组的协调控制过程中，应确保风电场接触网电压保持在控制要求的范围内，并遵守连接电压的指示。

2.建模过程中无功电力系统的协调控制系统是一个技术可以最大限度地减少有关数据由算法、遗传算法、计算和自然界中天然的、概念的建设上,并彻底解决整个问题的一般形式建设和电力行业的发展提供了充分的保障。

结束语：

基于上述,调节紧张的多模式得以建立,风电场的另一侧,一个函数的多电压调节模型的无功功率控制各种装置的特点,协调和优化经济和安全,协调无功功率动态补偿和静态补偿的调节策略，实现各无功功率补偿装置的综合应用。引入前瞻性控制策略，以了解无功能源需求的变化和波动。一方面，可以有效地减少离散设备的运行时间，提高经济性;另一方面，它避免了不必要的延误，提高了安全性。控制的鲁棒性和可靠性得到了很大的提高。在通讯中断的情况下，风电场的安全仍可在初期得到保证。在现阶段,电力工业和电气系统的运作,就必须不断提高风力系统的运作模式,以满足基本的风能的发展模式,从根本上提高风力系统的运作方式,并探讨动态和静态无功补偿的风车。

参考文献：

[1]张丽英，叶廷路，辛耀中，等，大规模风电接入电网的相关问题及措施，中国电机工程学报，2010

[2]陈宁，朱凌志，王伟．改善接入地区电压稳定性的风电场无功控制策略，中国电机工程学报，2009

[3]风电场并网对电力系统的影响分析，孙金龙,田海峰,孙蕾，太阳能，2017