风电场无功补偿的配置方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种风电场无功补偿的配置方法，包括如下步骤：采集风电场的电气数据；根据所述电气数据和预设的风电场电气仿真模型，测量风电场的最大容性无功功率和最大感性无功功率；根据所述电气数据、最大容性无功功率、最大感性无功功率以及风机的无功功率调节能力，确定无功补偿装置的类型以及计算无功补偿装置的无功补偿容量；其中，所述无功补偿装置包括并联电抗器、并联电容器和/或SVG装置；在所述风电场的并网点安装配置有所述无功补偿容量的无功补偿装置。本发明专利技术还提供对应的系统，能快速简便地确定无功补偿的类型和容量。

【技术实现步骤摘要】
风电场无功补偿的配置方法和系统
本专利技术涉及风电场
，特别是涉及一种风电场无功补偿的配置方法，以及一种风电场无功补偿的配置系统。
技术介绍
随着全球能源危机的进行，新能源尤其是风电在全球内发展迅速，海上风电场相对陆地风电，有着风资源好，年发电量高，占用陆地少等优点，在近年内发展迅速。在海上风电场的研究和设计中，无功补偿是个非常重要的问题，直接影响到风电场被考核的功率因素和电压水平，以及风电场无功支撑能力。对于海上风电场的无功配置问题，包括无功补偿装置的类型选择，容量选取，和位置选择，在目前国内外缺乏相关成熟的研究成果和实践经验，在设计方面也没有权威的方法和结论。就目前的工程实践而言，因为海上平台成本高且空间有限，大多风电场将风电场的无功补偿装置放在陆地上的风电场并网点处，这样安排同样有利于对考核点的快速反应。无功补偿装置类型视电网对风电场的并网要求而定，在国内一般选用SVG(Static VarGenerator，静止无功发生器)较多，因为SVG调节范围大，而且实时性好，能够快速跟踪电压和无功功率的变化，补偿效果好，不过同等容量的SVG相比其他补偿方式费用较高，同时占地面积较大。对于补偿容量的控制，要结合电网对风电场的并网要求，无功补偿装置类型和位置的选择，来综合考虑，通过计算得到容量选取值。无功补偿的容量会直接影响到项目的经济性，一般对风电场无功补偿容量的方法都比较繁琐，计算量偏大，且不一定实用，需要寻找到一种正确且简便的方法来确定风电场无功补偿的类型和容量。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种风电场的无功补偿配置方法和系统，能快速简便地确定无功补偿的类型和容量。一种风电场无功补偿的配置方法，包括如下步骤:采集风电场的电气数据；根据所述电气数据和预设的风电场电气仿真模型，测量风电场的最大容性无功功率和最大感性无功功率；根据所述电气数据、最大容性无功功率、最大感性无功功率以及风机的无功功率调节能力，确定无功补偿装置的类型以及计算无功补偿装置的无功补偿容量；其中，所述无功补偿装置包括并联电抗器、并联电容器和/或SVG装置；在所述风电场的并网点安装配置有所述无功补偿容量的无功补偿装置。一种风电场的无功补偿配置系统，包括无功补偿装置，所述无功补偿装置包括并联电抗器、并联电容器和/或SVG装置，还包括:采集模块，用于采集风电场的电气数据；测量模块，用于根据所述电气数据和预设的风电场电气仿真模型，测量风电场的最大容性无功功率和最大感性无功功率；计算模块，用于根据所述电气数据、最大容性无功功率、最大感性无功功率以及风机的无功功率调节能力，确定无功补偿装置类型以及计算无功补偿装置的无功补偿容量；所述无功补偿装置配置有所述无功补偿容量，并安装在所述风电场的并网点。上述风电场无功补偿的配置方法和系统，通过检测风电场的最大容性无功功率和最大感性无功功率，再根据电气数据、最大容性无功功率、最大感性无功功率以及风机的无功功率调节能力，确定无功补偿装置类型，计算无功补偿装置的无功补偿容量，无功补偿容量的计算过程更为快速；采用并联电抗器、并联电容器或SVG装置作为无功补偿装置，在满足风电场并网条件的前提下，使用尽可能大容量的电抗器，电抗器也更为节省空间，使得无功补偿的控制方案更加经济。【附图说明】图1为本专利技术风电场的无功补偿配置方法在一实施例中的流程示意图。图2为本专利技术风电场的无功补偿配置系统在一实施例中的结构示意图。【具体实施方式】下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。如图1所示，是本专利技术风电场的无功补偿配置方法在一实施例中的流程示意图，包括如下步骤:S11、采集风电场的电气数据；S12、根据所述电气数据和预设的风电场电气仿真模型，测量风电场的最大容性无功功率和最大感性无功功率；S13、根据所述电气数据、最大容性无功功率、最大感性无功功率以及风机的无功功率调节能力，确定无功补偿装置类型以及计算无功补偿装置的无功补偿容量；其中，所述无功补偿装置包括并联电抗器、并联电容器和/或SVG装置；S14、在所述风电场的并网点安装配置所述无功补偿容量的无功补偿装置；本实施例中，通过检测风电场的最大容性无功功率和最大感性无功功率，再根据电气数据、最大容性无功功率、最大感性无功功率以及风机的无功功率调节能力，计算无功补偿装置的无功补偿容量，无功补偿容量的计算过程更为快速；采用电抗器和SVG装置作为无功补偿装置，在满足风电场并网条件的前提下，使用尽可能大容量的电抗器(或电容器)，电抗器(或电容器)也更为节省空间，使得无功补偿的控制方案更加经济。在一较佳实施例中，所述根据所述电气数据和预设的风电场电气仿真模型，测量风电场的最大容性无功功率和最大感性无功功率的步骤包括:根据所述风电场电气仿真模型,令Pwt = 0,QffT = 0,U = Umax,获得所述最大容性无功功率；其中，Pwt为风机发出的有功功率，Qwt为风机发出的无功功率，U为并网电压，Umax为预设的风电场的最大并网电压；根据所述风电场电气仿真模型，令Pwt = PN,U = Umin，获得所述最大容性无功功率；其中，Pn为风机的额定有功功率，Ufflin为预设的风电场的最小并网电压；本实施例中，在对风电场进行无功补偿控制时，具有如下两个假设条件:在无功补偿装置容量的计算中认为风电场运行方式不变，不考虑风电场的故障运行状态，即风电场内的等效的电容和电抗值是不变的；考虑风电场在运行内部电压损耗较小，在分析计算无功功率发出和消耗时认为风场内电压水平和并网电压一样。因此可知，在不考虑无功补偿装置和风机的无功出力的情况下，风电场所发出的无功功率总量Q只取决于并网电压U和风电场的出力P(风电场输出电流I)，其中电缆的充电功率Q和变压器励磁无功功率与并网电压U的平方成正比，电缆、变压器漏抗部分发出的感性无功功率与风电场输出电流I的平方成正比。风电场的容性无功功率可为:Qwfc — _Qcl_Qtrl_Qtrb+Qcc_Qmcr+Qmsc 土 Qwt 土 Qsvg ;其中Qwrc为风电场总的感性无功功率，Qcl为电缆电抗发出的感性无功功率，Qtel为变压器漏抗发出的感性无功功率，Qteb为变压器励磁电抗所发出的感性无功功率，Qrc为风场中电缆的发出的充电功率(容性的无功功率)，Qm为安装的电抗器所发出的感性无功功率，Qmsc为投切电容器组发出的容性无功功率，Qwt为风机发出的感性无功功率，Qsve为SVG发出的感性无功功率，由于风机和SVG都可以发出容性和感性的无功功率，所以Qwt和0^前可正可负。在上述风电场的容性无功功率的公式中，Qcl和Qm与电流的平方I2成正比，Qteb>Q?ce>Qmsc和Qcc与并网电压的平方U2成正比，Qwt和Qsk可以视风电场无功电压控制系统(AVC)来调节，发出相应的无功功率，与并网电压U和风场电流I无直接关系。对于海上风电场而言，由于风电场内存在大量的海底电缆,海底电缆的充电功率很大，大于风电场内电缆和变压器的等效电抗，所以海上风电场整体呈现容性负荷，根据并网风电场无功功率要求，需要加装适当容量的可投切电抗器来平衡掉过多的容性无功功率Q0对于陆上风电场而言，由于风电场内部电缆较少，风电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电场无功补偿的配置方法，其特征在于，包括如下步骤：采集风电场的电气数据；根据所述电气数据和预设的风电场电气仿真模型，测量风电场的最大容性无功功率和最大感性无功功率；根据所述电气数据、最大容性无功功率、最大感性无功功率以及风机的无功功率调节能力，确定无功补偿装置的类型以及计算无功补偿装置的无功补偿容量；其中，所述无功补偿装置包括并联电抗器、并联电容器和/或SVG装置；在所述风电场的并网点安装配置有所述无功补偿容量的无功补偿装置。

【技术特征摘要】
1.一种风电场无功补偿的配置方法，其特征在于，包括如下步骤: 米集风电场的电气数据； 根据所述电气数据和预设的风电场电气仿真模型，测量风电场的最大容性无功功率和最大感性无功功率； 根据所述电气数据、最大容性无功功率、最大感性无功功率以及风机的无功功率调节能力，确定无功补偿装置的类型以及计算无功补偿装置的无功补偿容量；其中，所述无功补偿装置包括并联电抗器、并联电容器和/或SVG装置； 在所述风电场的并网点安装配置有所述无功补偿容量的无功补偿装置。2.根据权利要求1所述的风电场无功补偿的配置方法，其特征在于，所述根据所述电气数据和预设的风电场电气仿真模型，测量风电场的最大容性无功功率和最大感性无功功率的步骤包括: 根据所述风电场电气仿真模型，令Pwt = O, Qwt = O, U = Umax，获得所述最大容性无功功率；其中，Pwt为风机发出的有功功率，Qwt为风机发出的无功功率，U为并网电压，Umax为预设的风电场的最大并网电压； 根据所述风电场电气仿真模型，令Pwt = Pn, U = Umin，获得所述最大容性无功功率；其中，Pn为风机的额定有功功率，Umin为预设的风电场的最小并网电压。3.根据权利要求2所述的风电场无功补偿的配置方法，其特征在于，当风机不具备无功功率调节能力时， 若Qqmx > Qtaax，根据下式计算所述并联电抗器的无功补偿容量和SVG装置的无功补偿容量: 4.根据权利要求2所述的风电场无功补偿的配置方法，其特征在于，当风机具备无功功率调节能力时，根据下式计算无功补偿装置的无功补偿容量: ...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭任深，周伟，李煜东，汪少勇，谭江平，郑明，徐龙博，陈楠，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44