風電場多臺消弧線圈的並聯運行控制方法
2023-06-30 14:48:46 1
專利名稱：風電場多臺消弧線圈的並聯運行控制方法
技術領域：
本發明屬於電力系統控制技術領域，涉及一種風電場多臺消弧線圈的並聯運行控制方法。
背景技術：
近年來大型併網風力發電機組引入我國，多颱風電機組安裝在風資源豐富地區組成風電場，接入地區電網供電，而風力發電場中的集電線路基本都採用直埋電纜型式，發生單相接地故障時，流過故障點的電流為容性電流，由於電纜對地電容較大，造成接地容性電流增大，電弧很難自行熄滅，但又不足以形成穩定的燃燒電弧，而是時燃時滅的間歇性電弧，引起系統狀態瞬間改變，導致了電網中電感電容迴路的電磁振蕩(即諧振)，造成弧光接地過電壓，其值可達2.5 3.5倍相電壓使得弧光接地過電壓問題越來越突出，以至於電纜絕緣層擊穿等絕緣事故成為影響供電系統安全運行的主要因素。目前風電場內中性點一般為經小電阻接地或消弧線圈接地。小電阻雖然能夠快速切除故障、防止故障發展和擴大，提高電力系統的安全性，但它大大增加了配電網的線路跳閘率，犧牲了配電網供電可靠性；而消弧線圈則相反，能夠提高供電可靠性，現在新型具有故障選線功能的消弧線圈與繼電保護裝置配合能夠快速切除故障線路，避免引起事故發展和擴大。但隨著風電場出線電纜的大量使用，系統電容電流會不斷增大，消弧線圈會日益面臨補償容量不足的問題，當系統要求補償容量達到4000Kvar以上時，單臺消弧線圈已經無法做到如此大的容量，因此有必要進一步研究更加有效和實用的解決方法，研究採用多臺消弧線圈並聯對風電系統電容電流進行補償的技術。
發明內容
本發明的目的在於，針對風電場出現電纜多造成的中性點電容電流增大導致消弧線圈容量不足的問題，提出一種多臺消弧線圈並聯運行對系統電容電流進行補償的控制方法。本發明的技術方案是，一種風電場多臺消弧線圈的並聯運行控制方法，包括下列步驟:第一步:對中性點電流、電壓、出線零序電流進行採樣，以脫諧度和接地殘流作為是否需要調節消弧線圈補償電流的判斷依據。投運前先將脫諧度和接地殘流設定為某一個範圍，當系統的脫諧度和接地殘流超出此範圍，控制器發出指令，調整消弧線圈的檔位，使調整後的脫諧度和接地殘流滿足系統要求。第二步:確定多臺消弧線圈並列運行時電容電流的大小。設定一個主消弧線圈，其餘為從消弧線圈，主消弧線圈電感量可調，從消弧線圈為固定式消弧線圈，其電感保持不變，調檔時改變主消弧線圈的電感，控制器通過採集到的系統電氣量變化計算系統的電容電流。第三步:消弧線圈並列運行檔位分配。消弧線圈之間進行串行通信交換數據，採用一定的通信規約，通信數據包含檔位、中性點電壓、中性點電流等信息。設置主機編號與從機編號，按照檔位平衡原則進行補償。作為本發明的進一步改進，投運前先將脫諧度設定為±5%以內，接地殘流設定為5 10A。所述系統的電容電流的通過如下方程聯立計算得出:
權利要求
1.一種風電場多臺消弧線圈的並聯運行控制方法，其特徵是，包括下列步驟: 第一步:對中性點電流、電壓、出線零序電流進行採樣，以脫諧度和接地殘流作為是否需要調節消弧線圈補償電流的判斷依據；投運前先將脫諧度和接地殘流設定為某一個範圍，當系統的脫諧度和接地殘流超出此範圍，控制器發出指令，調整消弧線圈的檔位，使調整後的脫諧度和接地殘流滿足系統要求； 第二步:確定多臺消弧線圈並列運行時電容電流的大小；設定一個主消弧線圈，其餘為從消弧線圈，主消弧線圈電感量可調，從消弧線圈為固定式消弧線圈，其電感保持不變，調檔時改變主消弧線圈的電感，控制器通過採集到的系統電氣量變化計算系統的電容電流； 第三步:消弧線圈並列運行檔位分配；消弧線圈之間進行串行通信交換數據，通信數據包含檔位、中性點電壓、中性點電流信息。
2.如權利要求1所述的風電場多臺消弧線圈的並聯運行控制方法，其特徵是，投運前先將脫諧度設定為±5%以內，接地殘流設定為5 10A。
3.如權利要求1所述的風電場多臺消弧線圈的並聯運行控制方法，其特徵是，所述系統的電容電流的通過如下方程聯立計算得出:
4.如權利要求1所述的風電場多臺消弧線圈的並聯運行控制方法，其特徵是，設置主機編號與從機編號，按照檔位平衡原則進行補償。
5.如權利要求4所述的風電場多臺消弧線圈的並聯運行控制方法，其特徵是，所述第三步中，具體步驟為: (1)從機通過通信通道將當前檔位信息傳送給主機，主機計算出自身的以及從機的當前檔位與最大檔位的級差和最小檔位的級差； (2)主機根據計算出的容性電流確定脫諧度和接地殘流，進而確定補償容量，若需上調補償容量，則選擇所有其中當前檔位與最大檔位相差最大的那一臺消弧線圈上調一檔； (3)判斷此時是否滿足脫諧度和接地殘流，滿足則結束，不滿足則重複步驟(2)直至滿足要求； (4)若需下調補償容量，則選擇所有其中當前檔位與最小檔位相差最大的那一個下調一檔; (5)判斷此時是否滿足脫諧度和接地殘流，滿足則結束，不滿足則重複步驟(4)直至滿足要求。
全文摘要
本發明針對風電場出線電纜的大量使用，系統電容電流會不斷增大，當系統要求補償容量達到4000Kvar以上時，單臺消弧線圈已經無法做到如此大的容量的問題，提出一種採用多臺消弧線圈並聯對風電系統電容電流進行補償的技術。實施步驟是首先採樣中性點電氣量信息，然後確定多臺消弧線圈並列運行時電容電流的大小，最後對消弧線圈並列運行檔位分配。本發明的多臺消弧線圈的並聯運行控制方法能夠對風電系統電容電流進行有效的補償，尤其是在系統電容電流不斷增大時，系統補償容量需求較高時，滿足消弧線圈的補償容量。
文檔編號H02H9/08GK103199520SQ20131011135
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日
發明者孫樹敏, 李廣磊, 程豔, 韓德順, 趙鵬, 毛慶波 申請人:山東電力集團公司電力科學研究院, 國家電網公司