一種風(fēng)電場(chǎng)恒定無(wú)功功率控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)電場(chǎng)控制技術(shù)，具體涉及一種風(fēng)電場(chǎng)恒定無(wú)功功率控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能是隨機(jī)和不可控的，風(fēng)機(jī)輸出的功率和電壓也隨機(jī)波動(dòng)，對(duì)相對(duì)穩(wěn)定的電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)干擾源。隨著風(fēng)電并網(wǎng)容量的不斷增大，風(fēng)速波動(dòng)、電網(wǎng)強(qiáng)度和風(fēng)電裝機(jī)容量的大小都會(huì)給區(qū)域電網(wǎng)電壓穩(wěn)定帶來(lái)一系列的問(wèn)題，其中風(fēng)電場(chǎng)引起的電壓-無(wú)功問(wèn)題是最早引起關(guān)注，也是實(shí)際運(yùn)行中最為常見(jiàn)的問(wèn)題之一。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)電場(chǎng)恒定無(wú)功功率控制系統(tǒng)及其控制方法，結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)控制的特點(diǎn)，以提高風(fēng)電場(chǎng)調(diào)度自動(dòng)化控制水平，提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定水平。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種風(fēng)電場(chǎng)恒定無(wú)功功率控制系統(tǒng)，用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)控制中，由一電池儲(chǔ)能設(shè)備完成對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功功率補(bǔ)償，其中風(fēng)電場(chǎng)的電能輸出端通過(guò)一第一變壓器連接至1kV母線，電池儲(chǔ)能設(shè)備的電能輸出端通過(guò)一第二變壓器連接至1kV母線，1kV母線通過(guò)一第三變壓器連接至35kV母線后接入電網(wǎng)，其特點(diǎn)是，該風(fēng)電場(chǎng)恒定無(wú)功功率控制系統(tǒng)包含:
采集模塊，用于采集當(dāng)前時(shí)刻1kV母線處的無(wú)功功率實(shí)時(shí)值；
給定值輸出模塊，用于輸出1kV母線處的無(wú)功功率給定值；
額定值輸出模塊，用于輸出電池儲(chǔ)能設(shè)備的無(wú)功功率輸出額定值；
差值求取模塊，分別與所述采集模塊及給定值輸出模塊連接，用于將所述無(wú)功功率給定值與無(wú)功功率實(shí)時(shí)值進(jìn)行比較，得到電池儲(chǔ)能設(shè)備的無(wú)功功率輸出初始值；
指令生成模塊，分別與所述額定值輸出模塊及差值求取模塊連接，用于將無(wú)功功率輸出初始值與無(wú)功功率輸出額定值進(jìn)行比較，得到電池儲(chǔ)能設(shè)備的無(wú)功功率補(bǔ)償指令；
指令執(zhí)行模塊，與所述指令生成模塊連接，用于根據(jù)電池儲(chǔ)能設(shè)備的無(wú)功功率補(bǔ)償指令控制所述電池儲(chǔ)能設(shè)備完成對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功功率補(bǔ)償。
[0005]所述的差值求取模塊包含一誤差修正單元，分別與所述采集模塊、給定值輸出模塊、及指令生成模塊用于完成對(duì)所述電池儲(chǔ)能設(shè)備的無(wú)功功率輸出初始值進(jìn)行誤差修正。
[0006]所述的指令生成模塊包含一判斷單元，與所述差值求取模塊連接，用于判斷所述無(wú)功功率輸出初始值是否小于零；一比較單元，分別與所述額定值輸出模塊及判斷單元連接，用于比較無(wú)功功率輸出額定值與無(wú)功功率輸出初始值的絕對(duì)值的大??；選擇單元，分別連接判斷單元、比較單元及指令執(zhí)行模塊，用于根據(jù)無(wú)功功率輸出初始值是否小于零及無(wú)功功率輸出額定值與無(wú)功功率輸出初始值的絕對(duì)值的大小關(guān)系，選擇對(duì)應(yīng)的無(wú)功功率補(bǔ)償指令。
[0007]—種風(fēng)電場(chǎng)恒定無(wú)功功率控制方法，其特點(diǎn)是，包含以下步驟: 51、采集當(dāng)前時(shí)刻1kV母線處的無(wú)功功率實(shí)時(shí)值；
52、獲取1kV母線處的無(wú)功功率給定值及電池儲(chǔ)能設(shè)備的無(wú)功功率輸出額定值；
53、將無(wú)功功率給定值與無(wú)功功率實(shí)時(shí)值進(jìn)行比較，得到電池儲(chǔ)能設(shè)備的無(wú)功功率輸出初始值；
54、將無(wú)功功率輸出初始值與無(wú)功功率輸出額定值進(jìn)行比較，得到無(wú)功功率補(bǔ)償指令；
55、根據(jù)無(wú)功功率補(bǔ)償指令控制所述電池儲(chǔ)能設(shè)備完成對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功功率補(bǔ)償。
[0008]所述的風(fēng)電場(chǎng)恒定無(wú)功功率控制方法還包含一步驟S6，位于步驟S3與步驟S4之間；
56、對(duì)所述無(wú)功功率輸出初始值進(jìn)行誤差修正。
[0009]所述的步驟S4中包含:
S4.1、判斷所述無(wú)功功率輸出初始值是否小于零；
S4.2、比較無(wú)功功率輸出額定值與無(wú)功功率輸出初始值的絕對(duì)值的大小；
S4.3、根據(jù)無(wú)功功率輸出初始值是否小于零及無(wú)功功率輸出額定值與無(wú)功功率輸出初始值的絕對(duì)值的大小關(guān)系，選擇對(duì)應(yīng)的無(wú)功功率補(bǔ)償指令。
[0010]所述的步驟S4.3中包含:
若無(wú)功功率輸出初始值大于等于零，且無(wú)功功率輸出額定值大于等于無(wú)功功率輸出初始值的絕對(duì)值，則將無(wú)功功率輸出初始值設(shè)定為無(wú)功功率補(bǔ)償指令；
若無(wú)功功率輸出初始值大于等于零，且無(wú)功功率輸出額定值小于無(wú)功功率輸出初始值的絕對(duì)值，則將無(wú)功功率輸出額定值設(shè)定為無(wú)功功率補(bǔ)償指令；
若無(wú)功功率輸出初始值小于零，且無(wú)功功率輸出額定值大于等于無(wú)功功率輸出初始值的絕對(duì)值，則將無(wú)功功率輸出初始值設(shè)定為無(wú)功功率補(bǔ)償指令；
若無(wú)功功率輸出初始值小于零，且無(wú)功功率輸出額定值小于無(wú)功功率輸出初始值的絕對(duì)值，則將無(wú)功功率輸出額定值的相反數(shù)設(shè)定為無(wú)功功率補(bǔ)償指令。
[0011]本發(fā)明一種風(fēng)電場(chǎng)恒定無(wú)功功率控制系統(tǒng)及其控制方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):儲(chǔ)能電池在有功出力的基礎(chǔ)上，在變流器容量限制內(nèi)通過(guò)發(fā)出或吸收無(wú)功保證1kV出口母線處的無(wú)功功率與給定值相同；結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)控制的特點(diǎn)，以提高風(fēng)電場(chǎng)調(diào)度自動(dòng)化控制水平，提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定水平。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明一種風(fēng)電場(chǎng)恒定無(wú)功功率控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明一種風(fēng)電場(chǎng)恒定無(wú)功功率控制方法的流程圖；
圖3為平均風(fēng)速在7m/s時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)原始功率和平滑后功率的對(duì)比圖；
圖4為平均風(fēng)速在7m/s時(shí)，電池儲(chǔ)能設(shè)備無(wú)功功率容量圖；
圖5為平均風(fēng)速在lOm/s時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)原始功率和平滑后功率的對(duì)比圖；
圖6為平均風(fēng)速在lOm/s時(shí)，電池儲(chǔ)能設(shè)備無(wú)功功率容量圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖，通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0014]如圖1所示，一種風(fēng)電場(chǎng)恒定無(wú)功功率控制系統(tǒng)，用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)控制中，由一電池儲(chǔ)能設(shè)備完成對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功功率補(bǔ)償，其中風(fēng)電場(chǎng)的電能輸出端通過(guò)一第一變壓器連接至1kV母線，電池儲(chǔ)能設(shè)備的電能輸出端通過(guò)一第二變壓器連接至1kV母線，1kV母線通過(guò)一第三變壓器連接至35kV母線后接入電網(wǎng)，該風(fēng)電場(chǎng)恒定無(wú)功功率控制系統(tǒng)包含:采集模塊100，用于采集當(dāng)前時(shí)刻1kV母線處的無(wú)功功率實(shí)時(shí)值；給定值輸出模塊200，用于輸出1kV母線處的無(wú)功功率給定值；額定值輸出模塊300，用于輸出電池儲(chǔ)能設(shè)備的無(wú)功功率輸出額定值；差值求取模塊400，分別與所述采集模塊100及給定值輸出模塊200連接，用于將所述無(wú)功功率給定值與無(wú)功功率實(shí)時(shí)值進(jìn)行比較，得到電池儲(chǔ)能設(shè)備的無(wú)功功率輸出初始值；指令生成模塊500，分別與所述額定值輸出模塊300及差值求取模塊400連接，用于將無(wú)功功率輸出初始值與無(wú)功功率輸出額定值進(jìn)行比較，得到電池儲(chǔ)能設(shè)備的無(wú)功功率補(bǔ)償指令；指令執(zhí)行模塊600，與所述指令生成模塊500連接，用于根據(jù)電池儲(chǔ)能設(shè)備的無(wú)功功率補(bǔ)償指令控制所述電池儲(chǔ)能設(shè)備完成對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功功率補(bǔ)償。
[0015]在另外一些實(shí)施例中，所述的差值求取模塊400包含一誤差修正單元401，分別與所述采集模塊100、給定值輸出模塊200、及指令生成模塊500連接，用于完成對(duì)所述電池儲(chǔ)能設(shè)備的無(wú)功功率輸出初始值進(jìn)行誤差修正。
[0016]在本實(shí)施例中，所述的指令生成模塊500包含一判斷單元501，與所述差值求取模塊400連接，用于判斷所述無(wú)功功率輸出初始值是否小于零；一比較單元502，分別與所述額定值輸出模塊300及判斷單元501連接，用于比較無(wú)功功率輸出額定值與無(wú)功功率輸出初始值的絕對(duì)值的大小；選擇單元503，分別連接判斷單元501、比較單元502及指令執(zhí)行模塊600，用于根據(jù)無(wú)功功率輸出初始值是否小于零及無(wú)功功率輸出額定值與無(wú)功功率輸出初始值的絕對(duì)值的大小關(guān)系，選擇對(duì)應(yīng)的無(wú)功功率補(bǔ)償指令。
[0017]如圖2所示，一種風(fēng)電場(chǎng)恒定無(wú)功功率控制方法，包含以下步驟:
51、采集當(dāng)前時(shí)刻1kV母線處的無(wú)功功率實(shí)時(shí)值；
52、獲取1kV母線處的無(wú)功功率給定值及電池儲(chǔ)能設(shè)備的無(wú)功功率輸出額定值；
53、將無(wú)功功率給定值與無(wú)功功率實(shí)時(shí)值進(jìn)行比較，得到電池儲(chǔ)能設(shè)備的無(wú)功功率輸出初始值；
54、將無(wú)功功率輸出初始值與無(wú)功功率輸出