新能源電站動態無功補償設備應用方法與裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及與新能源電網安裝方式及控制策略技術領域，具體涉及一種新能源電站動態無功補償設備應用方法，本發明還涉及一種新能源電站動態無功補償設備應用裝置。
【背景技術】
[0002]風電場和光伏電站的并網功率和電壓波動頻繁，且電網發生故障造成電壓跌落時必須具備低電壓穿越能力，為了減少對電網的沖擊，作為主要無功來源的新能源電站內無功補償設備，必須具有足夠的無功調節能力和響應速度以滿足系統的無功補償需要。因此，動態無功補償設備SVG (Static Var Generator)成為新能源電站理想的無功解決方案。
[0003]目前，新能源電站并網運行過程中仍然暴露出一些問題，引發了對動態無功補償設備補償能力的質疑。主要表現在兩方面:一是設備運行不穩定，工作模塊和互感器等元件故障頻發，故障跳閘概率高；二是新能源電能質量較差，三相電壓不平衡和電壓閃變的問題突出，高次諧波含量超標。
[0004]事故原因分析表明，雖然動態無功補償設備的研發和制造能力已取得一定進步，但是嚴重缺乏針對與電網相關的具體配置技術的研宄，電網與無功補償設備之間還存在諸多不協調和不匹配問題，譬如動態無功補償設備的安裝方式、控制策略以及涉網關鍵技術設備選型等。
[0005]因此，研宄和設計一套完整的能夠適應新能源發電和電網側需求的動態無功補償的配置技術，對于提高補償設備的投運率，保障電網安全和增加新能源電站發電量具有重要的現實意義。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題在于提供一種新能源電站動態無功補償設備應用方法，本發明要解決另一的技術問題在于提供一種新能源電站動態無功補償設備應用裝置；進而解決新能源電站補償設備的運行穩定性和電能質量問題。
[0007]本發明解決上述第一技術問題采取的技術方案如下:一種新能源電站動態無功補償設備應用方法，其特征在于改進的技術內容為:
(1)、將動態無功補償設備連接到升壓變壓器的低壓側母線，升壓變壓器的中壓側連接匯集的新能源電能，動態無功補償設備與匯集的新能源電能經升壓變壓器隔離；
(2)、用新能源電站高壓側電壓Usystem，也即電網側電壓作為計算參考電壓和控制目標電壓計算系統需求的無功功率；
(3)、將新型電子式電流電壓組合互感器應用于動態無功補償設備的測量控制系統。
[0008]本發明解決上述第二技術問題采取的技術方案如下:一種新能源電站動態無功補償設備應用裝置，包括新能源集電線路、升壓變壓器、升壓變壓器高壓側母線、升壓變壓器低壓側母線與動態無功補償裝置；其特征在于:升壓變壓器為三繞組變壓器，還包括升壓變壓器中壓側母線，新能源集電線路連接于升壓變壓器中壓側母線，升壓變壓器中壓側母線連接于升壓變壓器中壓側，動態無功補償裝置通過連接線路連接于升壓變壓器低壓側母線，連接線路上安裝有第一電子式電流電壓組合互感器，升壓變壓器與升壓變壓器高壓側母線的連接線路上安裝有第二電子式電流電壓組合互感器。
[0009]本發明針對新能源電站運行穩定性差和電能質量不合格的現實問題，提出了一套完整的適用于新能源電站并網發電和滿足電網要求的動態無功補償配置新技術，通過改變設備安裝地點實現新能源集電系統與無功補償設備有效隔離，避免二者相互干擾影響；通過優化控制策略，以新能源電站電網側電壓(Usystem)代替穩定性和電能質量差的新能源匯集側電壓(Uenergy )，解決了新能源電站補償設備的運行穩定性和電能質量問題；在無功補償設備控制系統的測量控制回路中引入新型電子式電流電壓組合互感器，大大提高了無功補償設備的運行穩定性。
[0010]本發明技術效果詳述如下:首先，用三繞組變壓器替換原兩繞組升壓變壓器，并改變了動態無功補償設備的安裝地點。按照慣例，無功補償設備直接安裝在新能源匯集側，二者共用變壓器低壓側母線。由于本發明改變了動態無功補償設備的安裝地點，實現新能源集電系統與無功補償設備的有效隔離，減輕了前者對后者的諧波干擾，提高了無功補償設備運行穩定性，也避免了后者的工作容性電流對前者的影響，減少了新能源集電系統單相接地容性電流，有利于新能源電站的穩定運行。
[0011]其次，優化了動態無功補償設備的控制策略，以電網側電壓Usystem代替新能源側電壓Uenergy作為計算參考和控制目標電壓，經變壓器隔離后控制算法更合理，將維持新能源電站穩定作為最終控制目標更符合電網實際需求，解決了傳統控制策略中動態無功補償設備逆變器交流側電壓Uinventer和新能源側電壓Uenergy處于同一母線側造成的相互影響問題，避免了新能源匯集線路所在側電壓Uenergy的電壓質量差，三相不平衡度、閃變、非周期分量、零序等問題引起的電能質量和諧波問題，提高了無功補償設備的運行穩定性和對系統電壓的支撐作用。傳統控制策略是通過改變動態無功補償設備逆變器交流側電壓Uinventer和動態無功補償設備安裝點母線電壓的相對大小計算系統需求的無功電流和無功功率，因為補償設備與新能源位于同一側，安裝點母線電壓即新能源側電壓Uenergy0
[0012]另外，在無功補償設備控制系統的測量控制回路中引入新型電子式電流電壓組合互感器，利用其光電模塊測量精度高，抗干擾能力強，以及光纖電路傳輸效率高的優點，用光纖信號代替模擬信號避免了電磁干擾問題，提高了測量精度和信號傳輸的穩定性，減少新能源電站保護誤動和故障跳閘的概率，大大提高了無功補償設備的運行穩定性，解決了常規電磁式電流和電壓互感器因磁飽和導致設備爆炸問題。
[0013]本發明經甘肅多個新能源電站動態無功補償改造前后運行情況驗證，通過改變動態無功補償設備安裝方式，優化控制策略，在測量控制回路應用新型電子式電流電壓組合互感器等技術創新，解決了動態無功補償設備運行穩定性問題，提高了電站運行效率。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明新能源電站動態無功補償設備應用裝置結構示意圖，
圖2為新能源電站動態無功補償設備傳統安裝方式示意圖， 圖3左圖為動態無功補償設備控制原理示意圖之一 SVG發出容性無功運行模式，右圖為矢量關系圖，
圖4左圖為動態無功補償設備控制原理示意圖之二 SVG發出感性無功運行模式，右圖為矢量關系圖，
圖中一升壓變壓器高壓側母線，2—升壓變壓器中壓側母線，3—升壓變壓器低壓側母線，4一升壓變壓器，5—