電網(wǎng)故障下異步風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量配置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及大容量異步風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量配置領(lǐng)域，特別涉及針對(duì)電網(wǎng) 導(dǎo)則中低電壓穿越要求的異步風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置容量配置方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 新的風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)導(dǎo)則《GB/T 19963- 2011風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》提出 了"風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌至20%標(biāo)稱(chēng)電壓時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組應(yīng)保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行 625ms"的嚴(yán)格要求。針對(duì)傳統(tǒng)定速異步風(fēng)電機(jī)組的不可控性，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了在異步風(fēng) 電場(chǎng)PCC點(diǎn)（風(fēng)電場(chǎng)公共連接點(diǎn)，point ofcommon coupling，簡(jiǎn)稱(chēng)PCC點(diǎn)）裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償 設(shè)備的低電壓穿越改造方案以輔助其完成故障穿越。對(duì)于定速型異步風(fēng)電場(chǎng)的低電壓穿越 改造，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量的配置在一定程度上決定了改造的可行性與經(jīng)濟(jì)性。目前，針對(duì)異 步風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量配置方法已有下列的公開(kāi)文獻(xiàn)：
[0003] (1)朱雪凌，張洋，高昆，等.風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題的研宄[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與 控制，2009, 37(16) :68-72.
[0004] (2)劉沛津，谷立臣·含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)無(wú)功規(guī)劃優(yōu)化[J] ·電網(wǎng)技 術(shù)，2010, 34 (7) :175-180.
[0005] (3)Philippe Maibach，Carsten Ritter, Mohamed Saleh, et al.STATC0M size optimization through wind turbine operation with fixed power factor[C]. Proceedings of the 2011_14th European Conference on Power Electronics andApplications, 2011:1-11.
[0006] 文獻(xiàn)（I)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償容量配置做了理論上的探討，提出風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)根據(jù)其 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間所需無(wú)功功率確定其無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量。文獻(xiàn)（2)提出以節(jié)省電能損失費(fèi)用 最大為目標(biāo)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備最優(yōu)配置容量的方法。文獻(xiàn)（3)則提出通過(guò)保持異步風(fēng)電場(chǎng) PCC點(diǎn)功率因數(shù)為定值而非單位功率因數(shù)運(yùn)行方式可減小STATC0M無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的配置容 量，并提出根據(jù)Q-U曲線確定STATC0M配置容量的方法。雖然以上研宄可為異步風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn) 態(tài)運(yùn)行期間無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量配置的確定提供依據(jù)，但均未涉及異步風(fēng)電場(chǎng)暫態(tài)運(yùn)行期間 的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量的配置問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)現(xiàn)有配置方法存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提出一種基于異步風(fēng)電場(chǎng) 參數(shù)的電網(wǎng)故障下異步風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的容量配置方法，該配置方法可計(jì)算異步風(fēng)電 場(chǎng)滿(mǎn)足《GB/T 19963- 2011風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》中"風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌至 20 %標(biāo)稱(chēng)電壓時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組應(yīng)保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行625ms"要求所需配置的無(wú)功 補(bǔ)償設(shè)備容量最小值。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0009] 電網(wǎng)故障下異步風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量配置方法，步驟如下，
[0010] A)計(jì)算故障恢復(fù)初期異步風(fēng)電場(chǎng)能夠滿(mǎn)足電網(wǎng)導(dǎo)則低電壓穿越要求的最低PCC 點(diǎn)電壓；
[0011] Al)根據(jù)《GB/T 19963- 2011風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》的風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿 越要求計(jì)算異步風(fēng)電場(chǎng)的臨界轉(zhuǎn)差率sra;
[0012] A2)由Al)所得臨界轉(zhuǎn)差率Sra計(jì)算故障恢復(fù)初期異步風(fēng)電場(chǎng)能夠滿(mǎn)足電網(wǎng)導(dǎo)則 低電壓穿越要求的最低PCC點(diǎn)電壓U rcaiin，如下式所示：
[0013]
【主權(quán)項(xiàng)】
1.電網(wǎng)故障下異步風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量配置方法，其特征在于：步驟如下， A) 計(jì)算故障恢復(fù)初期異步風(fēng)電場(chǎng)能夠滿(mǎn)足電網(wǎng)導(dǎo)則低電壓穿越要求的最低PCC點(diǎn)電 壓； A1)根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越要求計(jì)算異步風(fēng)電場(chǎng)的臨界轉(zhuǎn)差率s"; A2)由A1)所得臨界轉(zhuǎn)差率計(jì)算故障恢復(fù)初期異步風(fēng)電場(chǎng)能夠滿(mǎn)足電網(wǎng)導(dǎo)則低電 壓穿越要求的最低PCC點(diǎn)電壓Upe〇"i。，如下式所示；
式中；mi為定子繞組相數(shù)；Q,為同步角速度；Tm為機(jī)械轉(zhuǎn)矩；Ri，Xi。分別為定子電阻 和定子漏抗；IV，X2。'分別為折算后的轉(zhuǎn)子電阻和轉(zhuǎn)子漏抗；咕，而分別為風(fēng)電場(chǎng)與并網(wǎng)點(diǎn) 間線路電阻和電抗；Xt為風(fēng)電場(chǎng)側(cè)升壓變壓器短路電抗；C1= 1巧1。/\，為修正系數(shù)；C2 = 1+狂押T)Ac//m;Xc//m=XcXm/成+XJ，為Xc與Xm并聯(lián)值；Xm，Xc分別為激磁電抗和機(jī)端并聯(lián) 電抗器的容抗； B) 計(jì)算與最低PCC點(diǎn)電壓相應(yīng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置容量； B1)由A1)所得臨界轉(zhuǎn)差率及A2)所得最低PCC點(diǎn)電壓計(jì)算故障恢復(fù)初期 異步風(fēng)電場(chǎng)向電網(wǎng)發(fā)出的有功功率Ppsie和吸收的無(wú)功功率QPSK; B。由A。所得Upccmi。、B1)所得PpsK及Qpsie計(jì)算故障恢復(fù)初期異步風(fēng)電場(chǎng)潮流，得到 故障恢復(fù)初期異步風(fēng)電場(chǎng)能夠滿(mǎn)足電網(wǎng)導(dǎo)則低電壓穿越要求的PCC點(diǎn)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備所需 發(fā)出無(wú)功功率Q,;
6如由6。所得布與4。所得Upccmi。相除即得到無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備最低容量Sc;異步風(fēng)電 場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量配置不低于該最低容量或即可；
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電網(wǎng)故障下異步風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量配置方法，A)計(jì)算故障恢復(fù)初期異步風(fēng)電場(chǎng)能夠滿(mǎn)足電網(wǎng)導(dǎo)則低電壓穿越要求的最低PCC點(diǎn)電壓；B)計(jì)算與最低PCC點(diǎn)電壓相應(yīng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置容量；異步風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量配置不低于該最低容量SC即可。本配置方法可計(jì)算得到能夠滿(mǎn)足電網(wǎng)導(dǎo)則中低電壓穿越要求時(shí)異步風(fēng)電場(chǎng)PCC點(diǎn)所需裝設(shè)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量最小值，適用于現(xiàn)有并網(wǎng)異步風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量規(guī)劃，可為實(shí)際異步風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量配置提供參考，有效提高實(shí)際異步風(fēng)電場(chǎng)低穿改造方案的可行性與經(jīng)濟(jì)性，有利于提高風(fēng)電場(chǎng)的低電壓穿越能力和含異步風(fēng)電場(chǎng)的區(qū)域電網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。
【IPC分類(lèi)】H02J3-18
【公開(kāi)號(hào)】CN104795825
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510236024
【發(fā)明人】姚駿, 周特, 郭利莎, 曾欣
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年5月11日