本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)無功功率補(bǔ)償控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙饋風(fēng)機(jī)無功發(fā)生能力的風(fēng)電場(chǎng)群的無功補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
近幾年風(fēng)電作為清潔無污染的能源被廣泛推崇利用，然而風(fēng)電場(chǎng)量化建設(shè)使得我國風(fēng)電行業(yè)有了量的積累，但沒有質(zhì)的提升，由于我國大部分風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)機(jī)都采用功率因數(shù)為1的恒功率方式運(yùn)行，這樣運(yùn)行起來簡單，但是沒有充分利用到雙饋風(fēng)機(jī)能發(fā)出無功功率的特點(diǎn)，而且采用恒功率因數(shù)為1的方式運(yùn)行的風(fēng)電場(chǎng)由于雙饋風(fēng)機(jī)只發(fā)出有功功率不發(fā)出無功功率，所以風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)時(shí)需要配備大容量的無功補(bǔ)償器來補(bǔ)償電網(wǎng)所需的大量的無功功率來保證電壓的穩(wěn)定，然而無功補(bǔ)償設(shè)備的安裝和維護(hù)成本很高，而且故障率極高，這也變相增加了風(fēng)電場(chǎng)的后期維護(hù)成本，減小了雙饋風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率。我國大部分風(fēng)電場(chǎng)大都采用的是雙饋電機(jī)的風(fēng)機(jī)，這類風(fēng)機(jī)采用定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，定子直接接入電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子通過換流器接入電網(wǎng)，通過換流器的控制實(shí)現(xiàn)有功和無功的解耦控制，且能運(yùn)行在非單位功率因數(shù)下，通過調(diào)節(jié)功率因數(shù)能夠使得風(fēng)機(jī)發(fā)出一部分無功功率。
針對(duì)我國大多數(shù)風(fēng)電場(chǎng)中的雙饋風(fēng)機(jī)采用功率因數(shù)為1的恒功率運(yùn)行，沒有充分利用雙饋風(fēng)機(jī)的無功發(fā)生能力，而且風(fēng)電場(chǎng)群內(nèi)的各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)之間缺乏統(tǒng)一合理的無功功率分配方式，朗永強(qiáng)等人在《雙饋電機(jī)風(fēng)電場(chǎng)無功功率分析及控制策略》(郎永強(qiáng),張學(xué)廣,徐殿國,等.雙饋電機(jī)風(fēng)電場(chǎng)無功功率分析及控制策略[j].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2007,27(9):77-82.)中提出了對(duì)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)出的無功功率對(duì)當(dāng)?shù)赜脩糁苯友a(bǔ)償，雙饋風(fēng)機(jī)內(nèi)部定轉(zhuǎn)子之間的無功功率互相補(bǔ)償以及各臺(tái)風(fēng)機(jī)之間的無功功率互相補(bǔ)償，由于風(fēng)電場(chǎng)大多建在地廣人稀的地區(qū)，很難有用戶近距離直接進(jìn)行無功補(bǔ)償，該控制策略強(qiáng)調(diào)的是對(duì)單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功控制策略，雖然該策略能滿足單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的無功需求，但是該策略需要對(duì)風(fēng)機(jī)做許多控制動(dòng)作，容易導(dǎo)致風(fēng)機(jī)故障率的提高，并且該策略沒有考慮到多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)組成的風(fēng)電場(chǎng)群的內(nèi)部互補(bǔ)償，資源沒有充分利用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題，提供了一種基于雙饋風(fēng)機(jī)(或風(fēng)機(jī))無功發(fā)生能力的風(fēng)電場(chǎng)群的無功補(bǔ)償方法，該方法解決了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)之間缺乏無功功率信息交互的問題，通過對(duì)風(fēng)電場(chǎng)群內(nèi)各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的有功和無功功率的輸出進(jìn)行分析，判斷出該風(fēng)電場(chǎng)對(duì)無功功率是欠補(bǔ)償(需要無功功率的補(bǔ)償)還是過補(bǔ)償(有多余的無功功率)，然后通過傳輸線把信息傳到風(fēng)電場(chǎng)群功率監(jiān)測(cè)控制處(對(duì)各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功功率進(jìn)行接收，計(jì)算和分配的場(chǎng)所)，經(jīng)過對(duì)風(fēng)電場(chǎng)群內(nèi)所有風(fēng)電場(chǎng)的無功功率的欠補(bǔ)償、過補(bǔ)償進(jìn)行分配計(jì)算實(shí)現(xiàn)各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)無功的供需平衡。采用本發(fā)明的控制方法能使單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)機(jī)充分發(fā)揮自身的無功發(fā)生能力，減少風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)無功補(bǔ)償設(shè)備的使用容量，不用對(duì)現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行大的改動(dòng)，控制方法簡單易行，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)之間的無功功率的交互補(bǔ)償。
本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，提供一種基于雙饋風(fēng)機(jī)無功發(fā)生能力的風(fēng)電場(chǎng)群的無功補(bǔ)償方法，其特征在于該方法的內(nèi)容是：根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的輸出的有功功率信息和雙饋電機(jī)以及換流器的基本信息，計(jì)算出單臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)無功極限，然后對(duì)每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各單臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)無功功率極限求和，得出單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功功率調(diào)節(jié)的能力極限，為電網(wǎng)調(diào)度值的設(shè)定提供范圍參考，計(jì)算得出各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的無功的極限范圍值，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)群的無功功率分配；獲取各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功功率的補(bǔ)償值，對(duì)補(bǔ)償值進(jìn)行順序排序，完成對(duì)各有供需的兩兩風(fēng)電場(chǎng)的無功功率的互相補(bǔ)償，進(jìn)行多次迭代直到無法完成互相補(bǔ)償，剩余需要補(bǔ)償?shù)牟糠掷孟鄳?yīng)的風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的無功補(bǔ)償設(shè)備去完成無功補(bǔ)償，當(dāng)電網(wǎng)需要大量無功功率時(shí)，則可以減少部分雙饋風(fēng)機(jī)的有功輸出，將雙饋風(fēng)機(jī)視為無功源發(fā)出無功，補(bǔ)償電網(wǎng)所需。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
現(xiàn)有技術(shù)大都是根據(jù)單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部雙饋風(fēng)機(jī)的無功功率進(jìn)行單場(chǎng)的補(bǔ)償，單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)有時(shí)會(huì)過補(bǔ)償，有時(shí)會(huì)欠補(bǔ)償，只注重單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的無功功率補(bǔ)償，忽略了風(fēng)電場(chǎng)之間的無功功率的互相補(bǔ)償；而本發(fā)明側(cè)重風(fēng)電場(chǎng)群內(nèi)各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)之間的無功功率互相補(bǔ)償，建立了各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)之間的無功功率的供需聯(lián)系，充分利用雙饋風(fēng)機(jī)自身的無功調(diào)節(jié)能力來對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償，讓各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)變?yōu)橐粋€(gè)動(dòng)態(tài)可調(diào)的無功源，減少了各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的無功補(bǔ)償設(shè)備的使用容量，并且以風(fēng)電場(chǎng)群為依托，把幾個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)據(jù)綜合處理后優(yōu)化分配給各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)無功補(bǔ)償容量任務(wù)，使得風(fēng)機(jī)本身發(fā)出的無功資源利用達(dá)到最大化。
附圖說明
圖1是本發(fā)明基于雙饋風(fēng)機(jī)無功發(fā)生能力的風(fēng)電場(chǎng)群的無功補(bǔ)償方法的控制流程圖；
圖中單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)功率監(jiān)測(cè)控制處和風(fēng)電場(chǎng)群功率監(jiān)測(cè)控制處均為風(fēng)電場(chǎng)和風(fēng)電場(chǎng)群已有的設(shè)備，本發(fā)明只是在這些設(shè)備的基礎(chǔ)上提供無功功率的控制方法，使雙饋風(fēng)機(jī)發(fā)出的無功功率利用達(dá)到最大化。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但并不以此作為對(duì)本申請(qǐng)權(quán)利要求保護(hù)范圍的限定。
本發(fā)明基于雙饋風(fēng)機(jī)無功發(fā)生能力的風(fēng)電場(chǎng)群的無功補(bǔ)償方法(參見圖1)，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的輸出的有功功率信息和雙饋電機(jī)以及換流器的基本信息，計(jì)算出單臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)無功極限，然后對(duì)每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各單臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)無功功率極限求和，得出單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功功率調(diào)節(jié)的能力極限，為電網(wǎng)調(diào)度值的設(shè)定提供范圍參考，計(jì)算得出各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的無功的極限范圍值，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)群的無功功率分配；獲取各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功功率的補(bǔ)償值，對(duì)補(bǔ)償值進(jìn)行順序排序，完成對(duì)各有供需的兩兩風(fēng)電場(chǎng)的無功功率的互相補(bǔ)償，進(jìn)行多次迭代直到無法完成互相補(bǔ)償，剩余需要補(bǔ)償?shù)牟糠掷孟鄳?yīng)的風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的無功補(bǔ)償設(shè)備去完成無功補(bǔ)償，當(dāng)電網(wǎng)需要大量無功功率時(shí)，則可以減少部分雙饋風(fēng)機(jī)的有功輸出，將雙饋風(fēng)機(jī)視為無功源發(fā)出無功，補(bǔ)償電網(wǎng)所需，這樣通過單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的有功無功的調(diào)節(jié)和對(duì)風(fēng)電場(chǎng)群的無功功率調(diào)度分配既能夠充分利用雙饋風(fēng)機(jī)的無功發(fā)生能力，又能減少風(fēng)電場(chǎng)無功補(bǔ)償設(shè)備的使用；
具體步驟如下：
1)計(jì)算單臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)的無功調(diào)節(jié)范圍：
根據(jù)雙饋風(fēng)機(jī)的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及有功和無功功率的輸入輸出特性按照式(1)得到風(fēng)電場(chǎng)群中單臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)輸出無功功率的最大值q單機(jī)max和輸出無功功率的最小值q單機(jī)min，則風(fēng)電場(chǎng)群單臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)總的輸出的無功功率q單機(jī)的極限范圍為：q單機(jī)min≤q單機(jī)≤q單機(jī)max，該極限范圍即為單臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)的無功調(diào)節(jié)范圍；
式中，lm和ls分別表示雙饋風(fēng)機(jī)定子間的互感和自感，us表示雙饋風(fēng)機(jī)定子側(cè)的電壓，irmax表示雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)換流器允許流過的最大電流，ps表示雙饋風(fēng)機(jī)定子側(cè)輸出的有功功率，ω1表示雙饋風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，scmax表示雙饋風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)換流器的最大容量；s為轉(zhuǎn)差率；
2)確定風(fēng)電場(chǎng)群的無功功率分配：
2-1設(shè)定所研究的風(fēng)電場(chǎng)群中風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)量為m個(gè)，m≥3，每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)中雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)量為n臺(tái)，且各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)中雙饋風(fēng)機(jī)數(shù)相同；對(duì)單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的所有雙饋風(fēng)機(jī)的無功功率極限求和，即將所有單臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)輸出無功功率的最大值求和，同時(shí)將所有單臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)輸出無功功率的最小值求和，分別得到單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功功率出力的最大值q單場(chǎng)max和最小值q單場(chǎng)min，則單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)節(jié)能力范圍為[q單場(chǎng)min,q單場(chǎng)max]；
2-2風(fēng)電場(chǎng)群功率監(jiān)測(cè)控制處對(duì)風(fēng)電場(chǎng)群的每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)下發(fā)無功補(bǔ)償指令，且該無功補(bǔ)償指令q調(diào)度滿足式(2)，
q單場(chǎng)min≤q調(diào)度≤q單場(chǎng)max(2)，
通過式(3)求得無功補(bǔ)償指令與單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)出的總的無功功率值q單場(chǎng)總的差值δq，所述單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)出的總的無功功率值q單場(chǎng)總由風(fēng)電場(chǎng)群功率檢測(cè)控制處直接獲得，通過判斷該差值δq的大小對(duì)風(fēng)電場(chǎng)群的無功功率進(jìn)行控制補(bǔ)償；
δq＝q調(diào)度-q單場(chǎng)總(3)，
若δq＞0，則表示該單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)無功發(fā)生，不足以補(bǔ)償雙饋風(fēng)機(jī)所需的無功功率，需要對(duì)該風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償，如將其他風(fēng)電場(chǎng)多余的無功功率補(bǔ)償給該風(fēng)電場(chǎng)所需的無功功率或是啟用該風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的無功補(bǔ)償設(shè)備(svc(靜止無功功率補(bǔ)償設(shè)備))等；
若δq＜0，則表示單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)出的無功功率除了能夠滿足該風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部無功功率需求補(bǔ)償外，還有多余的無功功率能夠補(bǔ)償給其他風(fēng)電場(chǎng)；
2-3根據(jù)步驟2-2求得含有m個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電場(chǎng)群中所有風(fēng)電場(chǎng)的無功補(bǔ)償指令與該相應(yīng)的單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)出的總的無功功率值的差值，該差值分別表示第1個(gè)到第m個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功功率補(bǔ)償差值，將差值按照大小(從大到小或從小到大)順序進(jìn)行排序，排序后表示為δq1,δq2,…,δqm，將排序好的所有無功功率補(bǔ)償差值按照式(4)首尾兩兩組合相加，得到無功補(bǔ)償之后的值：
δqj*＝δqi+δqm-i+1(4)，
式中，
當(dāng)m為奇數(shù)時(shí)，未進(jìn)行加和的補(bǔ)償差值參加下一次排序；
若兩兩風(fēng)電場(chǎng)補(bǔ)償后的加和δqj*≠0，則表示其中一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)對(duì)另一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)沒有完成完整的補(bǔ)償，然后將求得的不為零的δqj*值再次進(jìn)行大小排序后，繼續(xù)帶入式(4)進(jìn)行求解；當(dāng)進(jìn)行多次排序求和迭代之后得出的值均為同號(hào)，即風(fēng)電場(chǎng)之間只剩下容性補(bǔ)償或感性補(bǔ)償，則該風(fēng)電場(chǎng)群內(nèi)的風(fēng)電場(chǎng)之間無法完成互相的補(bǔ)償，需要引入相應(yīng)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的無功補(bǔ)償設(shè)備(svc)進(jìn)行單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的自我補(bǔ)償；
svc表示的是單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的無功補(bǔ)償設(shè)備，每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)都有，當(dāng)兩兩風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行完無功互相補(bǔ)償后，其中一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)會(huì)完全得到補(bǔ)償，所以這個(gè)風(fēng)電場(chǎng)就無需進(jìn)行無功補(bǔ)償，而另一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)則需要進(jìn)行下一輪的補(bǔ)償計(jì)算，補(bǔ)償量為δqj*，也就是說最終目的是讓更少的單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部無功補(bǔ)償設(shè)備動(dòng)作，即使需要單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)svc進(jìn)行補(bǔ)償，也比之前未補(bǔ)償計(jì)算的svc啟用的容量要小，從而達(dá)到本發(fā)明的目的；
若求得的需要自我補(bǔ)償?shù)闹郸膓j*小于無功補(bǔ)償設(shè)備的最大無功補(bǔ)償容量qsvcmax，則該風(fēng)電場(chǎng)所需的多余的無功容量直接用無功補(bǔ)償設(shè)備補(bǔ)償；若
本發(fā)明中每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的有功和無功出力都不盡相同的情況，所以無功功率差值全為正和全為負(fù)值的情況下均需要直接啟用風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的無功補(bǔ)償設(shè)備。本申請(qǐng)針對(duì)有無功發(fā)生能力的風(fēng)機(jī)，雙饋風(fēng)機(jī)具有較寬的無功功率調(diào)節(jié)裕度，其他類型風(fēng)機(jī)不適用本申請(qǐng)，含永磁同步電機(jī)的風(fēng)機(jī)自身無法調(diào)節(jié)無功功率。
本發(fā)明方法風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)的相關(guān)信息上傳到單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)功率監(jiān)測(cè)控制處，計(jì)算各臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)的無功輸出范圍，進(jìn)而得到各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功輸出范圍，風(fēng)電場(chǎng)群功率監(jiān)測(cè)控制處根據(jù)各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功輸出范圍下發(fā)調(diào)度無功補(bǔ)償指令到各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的功率監(jiān)測(cè)控制處，經(jīng)過補(bǔ)償處理后，將無功調(diào)節(jié)指令(自我補(bǔ)償)下發(fā)到相應(yīng)風(fēng)電場(chǎng)的各臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)或無功功率補(bǔ)償設(shè)備，每臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)發(fā)出該給出多少有功和無功的動(dòng)作或者啟用風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的無功功率補(bǔ)償設(shè)備，將動(dòng)作結(jié)果傳輸線傳送到相應(yīng)的單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)功率監(jiān)測(cè)控制處，然后各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)功率監(jiān)測(cè)控制處把此次補(bǔ)償結(jié)果傳送到風(fēng)電場(chǎng)群功率監(jiān)測(cè)控制處，為下一次調(diào)度提供參考，實(shí)現(xiàn)信息的閉環(huán)反饋控制。
實(shí)施例1
本實(shí)施例所述風(fēng)電場(chǎng)群中風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)量m＝5個(gè)，每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)中有33臺(tái)1.5mw的雙饋風(fēng)機(jī)。
本實(shí)施例基于雙饋風(fēng)機(jī)無功發(fā)生能力的風(fēng)電場(chǎng)群的無功補(bǔ)償方法的實(shí)現(xiàn)步驟如下：
1)計(jì)算單臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)的無功調(diào)節(jié)范圍：
1-1根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)上傳到單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)功率監(jiān)測(cè)控制處的各臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)的基本信息對(duì)雙饋風(fēng)機(jī)的無功發(fā)生能力范圍進(jìn)行定量計(jì)算：
根據(jù)雙饋風(fēng)機(jī)的輸出功率由定子輸出功率和轉(zhuǎn)子輸出功率共同決定的：
其中p總、q總分別表示雙饋風(fēng)機(jī)出口處輸出的有功功率和無功功率，ps、pr分別為定子側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)輸出的有功功率，qs、qr分別為定子側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)輸出的無功功率；
根據(jù)雙饋異步電機(jī)的矢量坐標(biāo)變換，把雙饋電機(jī)輸入的三相靜止條件下的三相電壓和磁鏈轉(zhuǎn)化為兩相條件下的d-q-0軸下的兩相分量，變換后的定子側(cè)的有功和無功功率輸出為：
其中us為定子電壓的峰值，達(dá)到穩(wěn)定后取恒定的值；lm、ls分別為定子間互感和自感；iqr、idr分別為轉(zhuǎn)子在q、d軸上的電流；ω1為定子的同步旋轉(zhuǎn)角速度；
對(duì)(6)、(7)式進(jìn)行整理得到：
由于雙饋電機(jī)的定子側(cè)發(fā)出的有功功率和無功功率的范圍是受定、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)子側(cè)換流器的電流限制影響，但是轉(zhuǎn)子側(cè)換流器的最大電流irmax起主要限制作用：
將式(8)和式(9)式帶入式(10)整理得:
整理求得定子側(cè)的無功范圍：
其中irmax表示轉(zhuǎn)子側(cè)換流器的最大電流值；
由于轉(zhuǎn)子側(cè)輸出的有功和無功功率是通過網(wǎng)側(cè)換流器直接連接到電網(wǎng)的，有功和無功的交換也發(fā)生在網(wǎng)側(cè)換流器上，所以設(shè)網(wǎng)側(cè)變流器設(shè)計(jì)的最大功率為scmax，則網(wǎng)側(cè)換流器自身的的無功能力范圍可用式(13)計(jì)算：
求解的網(wǎng)側(cè)換流器的無功范圍可得：
在雙饋異步電機(jī)中轉(zhuǎn)子側(cè)有功輸出以及網(wǎng)側(cè)換流器的有功輸出為：
pr＝sps，pc＝pr(15)
其中pc表示網(wǎng)側(cè)換流器的有功輸出，s表示轉(zhuǎn)差率；
把式(15)帶入式(14)中可得：
將式(12)和(16)綜合起來可求得單臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)的總的輸出的無功功率的極限范圍：
2)確定風(fēng)電場(chǎng)群的無功功率分配：
2-1設(shè)定所研究的風(fēng)電場(chǎng)群中風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)量為5個(gè)，每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)中1.5mw的雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)量為33臺(tái)，且各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)中雙饋風(fēng)機(jī)數(shù)相同；對(duì)單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的所有雙饋風(fēng)機(jī)的無功功率極限求和，即將所有單臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)輸出無功功率的最大值求和，同時(shí)將所有單臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)輸出無功功率的最小值求和，分別得到單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功功率出力的最大值16.27mvar和最小值-16.27mvar，則單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功調(diào)節(jié)能力范圍為[-16.27mvar,16.27mvar]；
2-2風(fēng)電場(chǎng)群功率監(jiān)測(cè)控制處對(duì)風(fēng)電場(chǎng)群的每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)下發(fā)無功補(bǔ)償指令，且該無功補(bǔ)償指令q調(diào)度滿足式(2)，
q單場(chǎng)min≤q調(diào)度≤q單場(chǎng)max(2)
代入步驟2-1中的數(shù)值為：-16.27mvar≤q調(diào)度≤16.27mvar，其中給定5個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)度值分別為q1調(diào)度＝7.5mvar，q2調(diào)度＝5mvar，q3調(diào)度＝6.8mvar，q4調(diào)度＝9mvar，q5調(diào)度＝12mvar，5個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)度指令都滿足(2)式，下角標(biāo)分別代表風(fēng)電場(chǎng)代號(hào)1到5，通過式(3)求得無功補(bǔ)償指令與單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)出的總的無功功率值q單場(chǎng)總的差值δq，所述單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)出的總的無功功率值q單場(chǎng)總由風(fēng)電場(chǎng)群功率檢測(cè)控制處直接獲得，本實(shí)施例中各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)出的總無功功率分別為q1單場(chǎng)總＝13mvar，q2單場(chǎng)總＝7mvar，q3單場(chǎng)總＝8mvar，q4單場(chǎng)總＝5mvar，q5單場(chǎng)總＝4mvar，通過判斷該差值δq的大小對(duì)風(fēng)電場(chǎng)群的無功功率進(jìn)行控制補(bǔ)償；
δq＝q調(diào)度-q單場(chǎng)總(3)，
從第一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)到第五個(gè)風(fēng)電場(chǎng)求得的相應(yīng)的δq分別為：-5.5mvar、-2mvar、-1.2mvar、4mvar、8mvar。
若δq＞0，則表示該單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)無功發(fā)生，不足以補(bǔ)償雙饋風(fēng)機(jī)所需的無功功率，需要對(duì)該風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償，如將其他風(fēng)電場(chǎng)多余的無功功率補(bǔ)償給該風(fēng)電場(chǎng)所需的無功功率或是啟用該風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的無功補(bǔ)償設(shè)備(svc(靜止無功功率補(bǔ)償設(shè)備))等；
若δq＜0，則表示單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)出的無功功率除了能夠滿足該風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部無功功率需求補(bǔ)償外，還有多余的無功功率能夠補(bǔ)償給其他風(fēng)電場(chǎng)；
上述第1個(gè)風(fēng)電場(chǎng)、第2個(gè)風(fēng)電場(chǎng)和第3個(gè)風(fēng)電場(chǎng)均為負(fù)，表示這三個(gè)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)出的無功功率除了能夠滿足各自風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部無功功率需求補(bǔ)償外，還有多余的無功功率能夠補(bǔ)償給其他風(fēng)電場(chǎng)；第4個(gè)風(fēng)電場(chǎng)和第5個(gè)風(fēng)電場(chǎng)均為正，表示這兩個(gè)風(fēng)電場(chǎng)無功發(fā)生，不足以補(bǔ)償雙饋風(fēng)機(jī)所需的無功功率，需要對(duì)該風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償。
2-3根據(jù)步驟2-2求得含有5個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電場(chǎng)群中所有風(fēng)電場(chǎng)的無功補(bǔ)償指令與該相應(yīng)的單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)出的總的無功功率值的差值，該差值分別表示第1個(gè)到第5個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無功功率補(bǔ)償差值，將差值按照從小到大的順序進(jìn)行排序，排序后表示為δq1＝-5.5mvar，δq2＝-2mvar，δq3＝-1.2mvar，δq4＝4mvar，δq5＝8mvar，將排序好的所有無功功率補(bǔ)償差值按照式(4)首尾兩兩組合相加，得到無功補(bǔ)償之后的值：
δqj*＝δqi+δqm-i+1(4)，
式中，
將排序后的無功差值帶入(4)式得到2.5mvar和2mvar，由于風(fēng)電場(chǎng)的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，所以未進(jìn)行加和的補(bǔ)償差值參加下一次排序，即再次參加排序的數(shù)值為：2.5mvar、-1.2mvar、2mvar；若兩兩風(fēng)電場(chǎng)補(bǔ)償后的加和δqj*≠0，則表示其中一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)對(duì)另一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)沒有完成完整的補(bǔ)償，然后將求得的不為零的δqj*值再次進(jìn)行大小排序后，繼續(xù)帶入式(4)進(jìn)行求解，再次求解得1.3mvar，其中2mvar未進(jìn)行加和，再次參加排序，此時(shí)排序的數(shù)值為1.3mvar、2mvar，即多次排序求和迭代之后得出的值均為同號(hào)，即風(fēng)電場(chǎng)之間只剩下容性補(bǔ)償或感性補(bǔ)償，則該風(fēng)電場(chǎng)群內(nèi)的風(fēng)電場(chǎng)之間無法完成互相的補(bǔ)償，需要引入相應(yīng)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的無功補(bǔ)償設(shè)備(svc)進(jìn)行單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的自我補(bǔ)償；
經(jīng)過第一次兩兩風(fēng)電場(chǎng)互相補(bǔ)償，第1個(gè)風(fēng)電場(chǎng)和第2個(gè)風(fēng)電場(chǎng)由于無功功率絕對(duì)值較小，所以被完全補(bǔ)償，經(jīng)過第二次排序計(jì)算后第3個(gè)風(fēng)電場(chǎng)由于無功功率絕對(duì)值小所以得到完全補(bǔ)償，剩余的兩個(gè)同號(hào)的無功功率補(bǔ)償值分別為第4個(gè)風(fēng)電場(chǎng)和第5個(gè)風(fēng)電場(chǎng)需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率值，第4個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的補(bǔ)償值為2mvar，第5個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的補(bǔ)償值為1.3mvar，
含33臺(tái)1.5mw的雙饋風(fēng)機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)svc(無功補(bǔ)償設(shè)備)的最大補(bǔ)償容量為22.5mvar,上面補(bǔ)償結(jié)果都沒有超過svc補(bǔ)償量的最大值，所以計(jì)算后的補(bǔ)償值直接用風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的svc補(bǔ)償即可。補(bǔ)償之后風(fēng)電場(chǎng)1，風(fēng)電場(chǎng)2，風(fēng)電場(chǎng)3都被完全補(bǔ)償，所以不需要相應(yīng)風(fēng)電場(chǎng)的svc進(jìn)行補(bǔ)償動(dòng)作，風(fēng)電場(chǎng)4需要的補(bǔ)償值為2mvar,風(fēng)電場(chǎng)5需要的補(bǔ)償值為1.3mvar，相比之前未經(jīng)過本發(fā)明的無功控制方法需要的補(bǔ)償總量減少，單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的補(bǔ)償量也減少。
本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。