一種防禦大規模風電機組連鎖脫網的無功補償裝置控制方法
2023-12-04 11:45:56
一種防禦大規模風電機組連鎖脫網的無功補償裝置控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種防禦大規模風電機組連鎖脫網的無功補償裝置控制方法，屬於風力發電【技術領域】。本發明制定無功補償裝置的低電壓運行的限值，當併網點電壓低於該值時，判斷為電網故障，併網開關將自動斷開；當故障切除之後，由系統控制中心根據網絡運行狀態對部分無功補償裝置下發投入指令，保證電壓迅速恢復到標準值。本發明可以有效避免風電系統故障擴大，防止出現連鎖故障。
【專利說明】一種防禦大規模風電機組連鎖脫網的無功補償裝置控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於風力發電【技術領域】，更準確地說本發明涉及一種用於防禦大規模風電機組連鎖脫網的無功補償裝置控制方法。
【背景技術】
[0002]大規模風電機組連鎖脫網事故是我國集群風電迅速發展過程中出現的新問題之一。風電機組的低電壓穿越能力被認為是這些連鎖故障發生和傳播的主要因素。但通過風電機組連鎖脫網仿真分析可以發現，風電機組低電壓穿越能力的缺失的確是導致第一批風電機組脫網的主要因素，但是後續連鎖脫網則是因為網內無功功率過剩，導致電網各節點電壓升高從而引發更多風電機組脫網。
[0003]儘管事故後，我國大部分風電場都對其風電機組都加強了低電壓穿越能力的檢測，使之具備了符合國家標準的低電壓穿越能力。但是由於低電壓穿越時間有限，並且當故障期間發生疊加擾動時，依舊無法避免風電機組的脫網。從防禦大規模風電機組連鎖脫網事故來講，在故障發生，有風電機組因為各種原因脫網之後，能夠對網內無功裝置進行合理協調控制同樣是極為重要的。
[0004]SVC和固定電容器在電網出現故障而電壓驟降期間，無功輸出能力大打折扣，對系統電壓的支撐能力大大減小；而在故障切除電壓恢復期間，由於故障時參考電納設置較高，導致電壓升高時發出過量無功，從而加劇系統過電壓。因此需要考慮在故障發生和發展期間切除一定位置的一定容量的SVC和固定電容器，並在故障電壓恢復期間有序併入這部分無功裝置。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是:針對風電系統出現短路故障導致電壓跌落的問題，提供一種用於防禦大規模風電機組連鎖脫網的無功補償裝置控制方法，實現對網內無功補償裝置進行緊急控制，從而防止風電機組出現過電壓脫網，抑制事故影響範圍。
[0006]具體地說，本發明是採用以下的技術方案來實現的，包括下列步驟:
[0007]I)設置各無功補償裝置的低電壓運行限值Ul ；
[0008]2)系統控制中心實時接收各主要節點的電壓幅值和各無功補償裝置輸出的無功功率數據，同時更新各無功補償裝置所在節點對各主要節點的無功電壓靈敏度；
[0009]3)就地檢測裝置檢測各無功補償裝置的併網點電壓Upcc，若某無功補償裝置Upcc〈Ul，則認為電網中出現故障，並打開該無功補償裝置的併網開關閘以切除該無功補償
裝置；
[0010]4)選定距離故障電氣距離最近的主要節點為監控節點，設定監控節點的電壓標準值為Uref ;當系統接收到故障切除指令後，經過一段延時t，檢測監控節點電壓Uc，並確定Uref-Uc的結果為調節電壓；[0011]5)系統根據已切除無功補償裝置所在節點靈敏度、運行狀態、可發出無功功率信息確定重新投入的無功補償裝置，下發投入指令，對電壓進行調整。
[0012]上述技術方案的進一步特徵在於:所述步驟I)中各無功補償裝置的低電壓運行限值Ul為電網無短路故障的正常運行狀態下電壓最低值。
[0013]上述技術方案的進一步特徵在於:所述步驟2)中各無功補償裝置所在節點對各主要節點的無功電壓靈敏度的更新間隔為5分鐘，各主要節點的電壓幅值和無功補償裝置輸出的無功功率數據通過電網常規監控系統採集。
[0014]上述技術方案的進一步特徵在於:所述步驟4)中監控節點的電壓標準值Uref為系統正常運行時該節點的額定電壓。
[0015]上述技術方案的進一步特徵在於:所述步驟4)中延時t的確定方法為:若從故障切除時刻tl開始，經過一段時間t2後監控節點的電壓幅值在前0.1s內的峰谷差小於dU，則t等於t2，其中dU為監控節點的標準電壓的0.5倍。
[0016]上述技術方案的進一步特徵在於:所述步驟5)中確定重新投入的無功補償裝置的方法為:
[0017]5-1)設無功補償裝置的調節能力參數為C，所在節點對監控節點的無功電壓靈敏度為S，故障前0.5s發出的無功功率為q，則C=S*q ；
[0018]5-2)對步驟3)中已切除的無功補償裝置的調節能力參數C從大到小進行排序；
[0019]5-3)選取5-2)排序後序 列的前m個無功補償裝置作為重新投入的無功補償裝置，
m-1m
rn的確定方法為
【權利要求】
1.一種防禦大規模風電機組連鎖脫網的無功補償裝置控制方法，其特徵在於，包括如下步驟: 1)設置各無功補償裝置的低電壓運行限值Ui； 2)系統控制中心實時接收各主要節點的電壓幅值和各無功補償裝置輸出的無功功率數據，同時更新各無功補償裝置所在節點對各主要節點的無功電壓靈敏度； 3)就地檢測裝置檢測各無功補償裝置的併網點電壓Upcc，若某無功補償裝置Upcc〈Ul，則認為電網中出現故障，並打開該無功補償裝置的併網開關閘以切除該無功補償裝置； 4)選定距離故障電氣距離最近的主要節點為監控節點，設定監控節點的電壓標準值為Uref ;當系統接收到故障切除指令後，經過一段延時t，檢測監控節點電壓Uc，並確定Uref-Uc的結果為調節電壓； 5)系統根據已切除無功補償裝置所在節點靈敏度、運行狀態、可發出無功功率信息確定重新投入的無功補償裝置，下發投入指令，對電壓進行調整。
2.根據權利要求1所述的防禦大規模風電機組連鎖脫網的無功補償裝置控制方法，其特徵在於，所述步驟I)中各無功補償裝置的低電壓運行限值Ul為電網無短路故障的正常運行狀態下電壓最低值。
3.根據權利要求1所述的防禦大規模風電機組連鎖脫網的無功補償裝置控制方法，其特徵在於，所述步驟2)中各無功補償裝置所在節點對各主要節點的無功電壓靈敏度的更新間隔為5分鐘，各主要節點的電壓幅值和無功補償裝置輸出的無功功率數據通過電網常規監控系統採集。
4.根據權利要求1所述的防禦大規模風電機組連鎖脫網的無功補償裝置控制方法，其特徵在於，所述步驟4)中監控節點的電壓標準值Uref為系統正常運行時該節點的額定電壓。
5.根據權利要求1所述的防禦大規模風電機組連鎖脫網的無功補償裝置控制方法，其特徵在於，所述步驟4)中延時t的確定方法為:若從故障切除時刻tl開始，經過一段時間t2後監控節點的電壓幅值在前0.1s內的峰谷差小於dU，則t等於t2，其中dU為監控節點的標準電壓的0.5倍。
6.根據權利要求1所述的防禦大規模風電機組連鎖脫網的無功補償裝置控制方法，其特徵在於，所述步驟5)中確定重新投入的無功補償裝置的方法為: 5-1)設無功補償裝置的調節能力參數為C，所在節點對監控節點的無功電壓靈敏度為S，故障前0.5s發出的無功功率為q，則C=S*q ； 5-2)對步驟3)中已切除的無功補償裝置的調節能力參數C從大到小進行排序； 5-3)選取5-2)排序後序列的前m個無功補償裝置作為重新投入的無功補償裝置，m的確定方法為
【文檔編號】H03J3/16GK103532520SQ201310535569
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年11月3日 優先權日:2013年11月3日
【發明者】羅劍波, 李雪明, 許士光, 陳永華, 陳洶, 湯奕 申請人:南京南瑞集團公司