一种风电集群并网时有功功率的调节方法及系统技术方案

本申请涉及电网调频领域，提供一种风电集群并网时有功功率的调节方法及系统，通过对受端交流系统故障前风电集群的有功输出总功率、各风电场的有功功率和各风机的有功功率进行限制，得到故障后风电集群的有功输出总功率、各风电场的有功功率和各风机的初步有功功率；对故障后各风机的初步有功功率进行筛选，得到故障后各风机的有效有功功率；使故障后各风机的有功功率与故障后各风机的有效有功功率相等，从而实现风电集群并网时有功功率的调节。本申请提供的风电集群并网时有功功率的调节方法，在受端交流系统发生故障后，没有切除风电场，而是调节风机的有功功率的大小，在故障消失后可以快速恢复风电场有功功率至正常水平。平。平。

【技术实现步骤摘要】
一种风电集群并网时有功功率的调节方法及系统


[0001]本申请涉及电网调频领域，尤其涉及一种风电集群并网时有功功率的调节方法及系统。

技术介绍

[0002]随着电网建设日益完善，风力发电技术日趋成熟，风电场建设脚步不断加快，建设数量越来越多，并且建设选址相对偏远，这给风电场的运行管理带来很大的困难，也势必加大电网调度和安全运行的困难，而风电集群的稳控系统在这种管理和运行的迫切需要下应运而生。
[0003]所述风电集群是由多各风电场构成，而风电场由数量不等的风力发电机组成，每台风力发电机组发出的电能通过汇流母线汇集之后送出，每各风电场的汇流母线会将电能汇集到风电场集群的主母线，并接入直流输电送端的换流母线上。所述直流输电是一种将风电场发出的交流电，经整流器(送端)变换成直流电输送至逆变器(受端)，再用逆变器将直流电变换成交流电，送到受端交流电网的输电方式。
[0004]风电集群的稳控系统在实际生产中，当直流受端发生严重故障时，会导致电网频率不稳定，此时，稳控系统通过限制直流输送的功率，并且切除直流送端的风电机组，以平衡能量供需，恢复风电集群的正常运行。
[0005]然而，这种通过风电集群稳控系统切除风电机组与电网联系的方式，在故障消失后，又需要重新投入各种风电设备，由于风机重新并网启动时，会产生较大的冲击电流，单台风力发电机组并网对电网电压的冲击相对较小，但并网过程至少持续一段时间后(约为几十秒)才基本消失，多台风力发电机组同时直接并网会造成电网电压骤降，并且风力发电机组的电力电子装置与电网相连，在启动阶段，会产生一定的谐波，可能带来严重的谐波问题。

技术实现思路

[0006]本申请提供一种风电集群并网时有功功率的调节方法及系统，旨在解决风电集群并网连接时，由于风机重新并网启动时，会产生较大的冲击电流，单台风力发电机组并网对电网电压的冲击相对较小，但并网过程至少持续一段时间后才基本消失，多台风力发电机组同时直接并网会造成电网电压骤降的问题，实现风电集群并网时有功功率的调节。
[0007]本申请第一方面提供一种风电集群并网时有功功率的调节方法，其特征在于，所述调节方法包括：
[0008]获取受端交流电网故障后的实际功率，以及获取受端交流电网故障前各风机对应的最小输出功率门槛值、各风机的有功功率、各风电场的有功功率和风电集群的有功输出总功率。
[0009]根据所述受端交流电网故障后的实际功率，对所述故障前风电集群的有功输出总功率进行限制，得到故障后风电集群的有功输出总功率。
[0010]根据所述故障后风电集群的有功输出总功率，以及故障前各风电场的有功功率和风电集群的有功输出总功率，对所述故障前各风电场的有功功率进行限制，得到故障后各风电场的有功功率。
[0011]根据所述故障后各风电场的有功功率，以及故障前各风机的有功功率和各风电场的有功功率，对所述故障前各风机的有功功率进行限制，得到故障后各风机的初步有功功率。
[0012]根据所述风机对应的最小输出功率门槛值，对故障后各风机的初步有功功率进行筛选，若所述故障后各风机的初步有功功率小于所述各风机对应的最小输出功率门槛值，则风机不参与功率调节，若所述故障后各风机的初步有功功率大于各风机对应的最小输出功率门槛值，则得到故障后各风机的有效有功功率。
[0013]根据所述故障后各风机的有效有功功率，使故障后各风机的有功功率与故障后各风机的有效有功功率相等，从而实现风电集群并网时有功功率的调节。
[0014]可选的，所述对故障前风电集群的有功输出总功率进行限制的步骤，具体为：使故障后风电集群的有功输出总功率与所述受端交流电网故障后的实际功率大小相等。
[0015]可选的，所述对故障前各风电场的有功功率进行限制的步骤中，对所述对故障前各风电场的有功功率进行限制采用风电场功率分配模型，所述风电场功率分配模型具体为：
[0016][0017]P
PLi
为所述故障后各风电场的有功功率，P
PL
为所述故障前各风电场的有功功率，P
SUM
为所述故障前风电集群的有功输出总功率，P
i
为故障后风电集群的有功输出总功率。
[0018]可选的，对所述故障前各风机的有功功率进行限制的步骤中，对所述故障前各风机的有功功率进行限制采用风机功率分配模型，所述风机功率分配模型具体为：
[0019][0020]P
SL
为故障后各风机的有功功率，P
S
为故障前各风机的有功功率。
[0021]本申请第二方面提供一种风电集群并网时有功功率的调节系统，所述系统包括：获取模块，风电集群调节模块，风电场调节模块，风机调节模块，风机有效有功模块，风机有功执行模块。
[0022]所述获取模块，用于获取受端交流电网故障后的实际功率，以及获取受端交流电网故障前各风机对应的最小输出功率门槛值、各风机的有功功率、各风电场的有功功率和风电集群的有功输出总功率。
[0023]所述风电集群调节模块，用于根据所述受端交流电网故障后的实际功率，对所述故障前风电集群的有功输出总功率进行限制，得到故障后风电集群的有功输出总功率。
[0024]所述风电场调节模块，用于根据所述故障后风电集群的有功输出总功率，以及故障前各风电场的有功功率和风电集群的有功输出总功率，对所述故障前各风电场的有功功率进行限制，得到故障后各风电场的有功功率。
[0025]所述风机调节模块，用于根据所述故障后各风电场的有功功率，以及故障前各风
机的有功功率和各风电场的有功功率，对所述故障前各风机的有功功率进行限制，得到故障后各风机的初步有功功率。
[0026]所述风机有效有功模块，用于根据所述风机对应的最小输出功率门槛值，对故障后各风机的初步有功功率进行筛选，若所述故障后各风机的初步有功功率小于所述各风机对应的最小输出功率门槛值，则风机不参与功率调节，若所述故障后各风机的初步有功功率大于各风机对应的最小输出功率门槛值，则得到故障后各风机的有效有功功率。
[0027]所述风机有功执行模块，用于根据所述故障后各风机的有效有功功率，使故障后各风机的有功功率与故障后各风机的有效有功功率相等，从而实现风电集群并网时有功功率的调节。
[0028]可选的，所述对故障前风电集群的有功输出总功率进行限制的步骤，具体为：使故障后风电集群的有功输出总功率与所述受端交流电网故障后的实际功率大小相等。
[0029]可选的，所述对故障前各风电场的有功功率进行限制的步骤中，对所述对故障前各风电场的有功功率进行限制采用风电场功率分配模型，所述风电场功率分配模型具体为：
[0030][0031]P
PLi
为所述故障后各风电场的有功功率，P
PL
为所述故障前各风电场的有功功率，P
SUM
为所述故障前风电集群的有功输出总功率，P
i
为故障后风电集群的有功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电集群并网时有功功率的调节方法，其特征在于，包括：获取受端交流电网故障后的实际功率，以及获取受端交流电网故障前各风机对应的最小输出功率门槛值、各风机的有功功率、各风电场的有功功率和风电集群的有功输出总功率；根据所述受端交流电网故障后的实际功率，对所述故障前风电集群的有功输出总功率进行限制，得到故障后风电集群的有功输出总功率；根据所述故障后风电集群的有功输出总功率，以及故障前各风电场的有功功率和风电集群的有功输出总功率，对所述故障前各风电场的有功功率进行限制，得到故障后各风电场的有功功率；根据所述故障后各风电场的有功功率，以及故障前各风机的有功功率和各风电场的有功功率，对所述故障前各风机的有功功率进行限制，得到故障后各风机的初步有功功率；根据所述风机对应的最小输出功率门槛值，对故障后各风机的初步有功功率进行筛选，若所述故障后各风机的初步有功功率小于所述各风机对应的最小输出功率门槛值，则风机不参与功率调节，若所述故障后各风机的初步有功功率大于各风机对应的最小输出功率门槛值，则得到故障后各风机的有效有功功率；根据所述故障后各风机的有效有功功率，使故障后各风机的有功功率与故障后各风机的有效有功功率相等，从而实现风电集群并网时有功功率的调节。2.根据权利要求1所述的一种风电集群并网时有功功率的调节方法，其特征在于，所述对故障前风电集群的有功输出总功率进行限制的步骤，具体为：使故障后风电集群的有功输出总功率与所述受端交流电网故障后的实际功率大小相等。3.根据权利要求1所述的一种风电集群并网时有功功率的调节方法，其特征在于，所述对故障前各风电场的有功功率进行限制的步骤中，对所述对故障前各风电场的有功功率进行限制采用风电场功率分配模型，所述风电场功率分配模型具体为：P
PLi
为所述故障后各风电场的有功功率，P
PL
为所述故障前各风电场的有功功率，P
SUM
为所述故障前风电集群的有功输出总功率，P
i
为故障后风电集群的有功输出总功率。4.根据权利要求1所述的一种风电集群并网时有功功率的调节方法，其特征在于，对所述故障前各风机的有功功率进行限制的步骤中，对所述故障前各风机的有功功率进行限制采用风机功率分配模型，所述风机功率分配模型具体为：P
SL
为故障后各风机的有功功率，P
S
为故障前各风机的有功功率。5.一种风电集群并网时有功功率的调节系统，其特征在于，所述一种风电集群并网时有功功率的调节系统，用于执行权利要求1
‑
4任一项所述的一种风电集群并网时有功功率的调节方法，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：何烨，李成翔，孙鹏，郭恒道，高杉雪，张力飞，肖友强，郑超铭，游广增，司大军，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：