桥湾风电场智能无功电压控制策略

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1、桥湾风电场智能无功电压控制策略摘要：风电场智能无功电压口动控制(autovoltagecontrol,AVC)对风电场的无功屯压调节，降低电网损耗、保持电压稳定性有着重要的作用。文章介绍了桥湾风电场自动电压控制的原理、算法、控制方法、系统规模及及安全控制策略。结合系统整体的电压调节能力、风机无功出力、静止无功补偿系统(staticvarcompensator,SVC)无功出力调节、风场间的无功调节试验，总结了AVC系统在桥湾风电场的调节效果。结果表明AVC系统可以合理地分配无功目标给风机及SVC等无功补偿设备，将风电场高低压侧母线电压控制在调度要求的范围之内，使各无功源运行在较优电气点。关键词

2、：无功电压控制；无功目标分配；无功优化0引言目前，风电以前所未有的速度迅猛发展。由于风电本身固有的间歇性给电网运行带来了极大的挑战，其引起的无功电压问题口益受到关注IT,目前风电接入电网主要的无功调节问题表现在2个方面。首先风电场目前缺乏统一的无功/电压控制设备，风电场高压侧母线(并网点)电压波动大，难以满足电网电压考核要求；其次风电场无功调节设备间缺乏协调控制，当出力变化严重时，机端电压波动，容易导致风机机端电压越限脫网事故“忙风电场电压/无功的水平影响到风电场有功出力的稳定及系统的安全稳定，保持风电场的电压稳定具有十分重要的意义⑺。风电场列能无功电压控制系统按照选定的智能化控制策略，协调风

3、电场各无功源的无功出力，将风电场高低压侧母线电压控制在调度要求的范围之内，使各无功源运行在较优电气点，是提高风电场的电压/无功支撑能力，实现风电场可观测、可调度、可控制的重要手段。桥湾330kV升压站由华能酒泉风电有限责任公司、华润电力风能有限公司、甘肃小电酒泉第四风力发电有限公司3家共同出资建设，共193台风机。场站规模大，场内设备种类复杂，固有的间歇性给电网运行带来了极大的挑战，风电场豹能无功电压控制系统的建设对该厂站整体的无功电压控制起到了积极地作用。本文总结了桥湾风电场自动电压控制工程实施的内容及经验，希望能对实施该系统的电厂的运行及管理有所裨益。1压控制原理及算法1.1控制原理风电场

4、AVC是根据调度的指令和风电场并网点的信号，调节风电场的无功补偿设备及风电机组本身的控制系统。其输入信号有调度的指令、并网点的有功功率、无功功率、电压等，控制目标为保持风电场的无功/电压在调度要求的范围内；控制对象包括风电场并网点电容器、电抗器的投切、静止无功补偿系统(sialicvarcompensator,SVC)的控制、静止式无功发生器(staticvargenerator,SVG)的控制、风场机组的控制，通过对离散/连续的风电场无功设备出力的协调，提高对风场电压/无功的支撑。其中，风场机组的控制通过风场能量监控平台，无功电压自动控制(autovoltagecontrol,AVC)通过风

5、场能量监控平台，下达风电机组无功目标，由风场能量监控平台来协调风场内各机组的无功，从而实现对整个风电场的无功优化控制，控制原理如图1所示。1.2控制策略对风电场无功的控制可以通过对母线电圧及风机机端电压的控制来实现。风场无功电压稳定是通过风电场建模，综合考虑升压变、箱变、馈线、风机等设备的无功需求，实时计算风场整体无功裕度，协调利用SVC、风机以及分接头的无功调节能力，保持风电场无功平衡图1风电场无功电压控制原理及电压稳定，并保留足够裕度以应对异常情况，实现风险控制。风机机端电压稳定是通过风电场状态估计，实现风电场全面监测，同时避免无效采样数据对计算的影响，保证系统的整体可靠性，避免由于电压波

6、动导致风机脱网W图2风电场无功电压控制算法流程1.3算法流程为系统调控的安全稳定，系统数据库中设定了一些调控相关的控制参数，如调控li标值上限、下限、调节步长等，各参数即规定了调控目标值的调节死区。风电场AVC接收主站下达的电压/无功目标后，会将该日标值和现有的参数进行比对，只有调节目标值偏移死区，才会启动调控算法，进行无功分配。启动无功调节模块，进行无功调节灵敏度计算，算出调节动作对彖。将调度下发给风电场高压侧母线电压目标折算为无功目标值，选择不同的控制模式决定风机、SVC各调节装置无功分配量。具体分配算法参考风电场的等值图（见图3）。图3中：U、P、Q分别为当前高压侧母线电压、有功功率、无

7、功功率；PnnQm为m侧主变的有功功率、无功功率；巴、a为n侧主变的有功功率、无功功率；皿、％、函、说为风场当前接入的风机组；TCR（thyristorcontrolledreactot）为m侧主变下接入晶闸管控制电抗器。设当前高压侧母线电压为母线上所有机组送入系统的总无功为0。要求调节的高压侧母线电压目标值为需向系统送出的总无功为系统电抗用X值表示，则机组送入系统的总无功调节目标为Qj=Uj(其