雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法，包括以下步驟：建立單機(jī)的有功功率-無(wú)功容量特性；根據(jù)雙饋風(fēng)機(jī)的有功功率-無(wú)功容量特性，采樣進(jìn)行線性回歸，建立單機(jī)有功功率-無(wú)功容量線性回歸模型；驗(yàn)證將單機(jī)的有功功率-無(wú)功容量回歸模型等效為風(fēng)電機(jī)組群的有功功率-無(wú)功容量特性的安全性，使得計(jì)算得到的并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組群的無(wú)功容量不大于各臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功容量的總和；結(jié)合并網(wǎng)風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)，計(jì)算并網(wǎng)風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)的雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量；以及疊加風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的無(wú)功容量和變壓器吸收的無(wú)功容量，計(jì)算得到最終的雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量。本發(fā)明提供的雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法具有較高的精度。
【專利說(shuō)明】雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)新能源發(fā)電領(lǐng)域，尤其是當(dāng)雙饋風(fēng)電場(chǎng)參與電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化時(shí)，較為精確地獲得雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電是一種間歇式能源，并網(wǎng)之后為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)很多不利的影響，特別是風(fēng)電并網(wǎng)之后的無(wú)功電壓?jiǎn)栴}顯得尤為突出?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)后同時(shí)存在無(wú)功過(guò)補(bǔ)和無(wú)功欠補(bǔ)的情況，風(fēng)速小于5m/s時(shí)雙饋風(fēng)電場(chǎng)過(guò)補(bǔ)現(xiàn)象較為突出，功率因數(shù)基本全部不合格。除了功率因數(shù)不合格之外，風(fēng)電場(chǎng)還普遍存在公共連接點(diǎn)電壓波動(dòng)過(guò)大、電壓閃變次數(shù)較多的問(wèn)題，同時(shí)風(fēng)機(jī)大面積脫網(wǎng)事故頻發(fā)。因此建立風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓控制系統(tǒng)，增強(qiáng)風(fēng)電的無(wú)功可調(diào)度性、可控性，并將其納入電網(wǎng)的三級(jí)電壓控制體系是一個(gè)重要而急迫的課題。
[0003]納入電網(wǎng)三級(jí)電壓控制體系的雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓控制需要電網(wǎng)和雙饋風(fēng)電場(chǎng)共同互動(dòng)完成。在三級(jí)電壓控制體系下，電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)施無(wú)功電壓控制，首先需要知道雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓的可調(diào)范圍，然后才能進(jìn)行含雙饋風(fēng)電場(chǎng)在內(nèi)的區(qū)域電網(wǎng)的無(wú)功優(yōu)化，進(jìn)而向風(fēng)電場(chǎng)下達(dá)無(wú)功電壓控制指令。而雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量是確定雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓可調(diào)范圍的重要因素，因此，建立參與電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化的雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法，是進(jìn)行雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓控制首先需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
[0004]然而，目前雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法存在以下缺陷，一方面，基于實(shí)時(shí)測(cè)量的方法需要雙饋風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部的狀態(tài)及參量，測(cè)量值難以獲取且成本很高；此外，在電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化的單個(gè)周期內(nèi)，隨著風(fēng)速的變化，雙饋風(fēng)電機(jī)組的有功功率可能已經(jīng)發(fā)生了很大變化，因此雙饋風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功容量可能已經(jīng)發(fā)生了很大變化，使得通過(guò)實(shí)時(shí)量測(cè)的方法確定參與電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化的雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量并不合理。另一方面，利用單機(jī)等效風(fēng)電場(chǎng)來(lái)確定無(wú)功容量的方法缺乏理論根據(jù)與詳細(xì)的推導(dǎo)論證，據(jù)此確定的雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量可信度無(wú)法保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]綜上所述，確有必要提供一種能夠精確地計(jì)算雙饋風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功容量的獲取方法。
[0006]一種雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法，包括以下步驟:步驟S10，建立單機(jī)的有功功率-無(wú)功容量特性；步驟S20，根據(jù)雙饋風(fēng)機(jī)的有功功率-無(wú)功容量特性，采樣進(jìn)行線性回歸，建立單機(jī)有功功率-無(wú)功容量線性回歸模型；步驟S30，驗(yàn)證將單機(jī)的有功功率-無(wú)功容量回歸模型等效為風(fēng)電機(jī)組群的有功功率-無(wú)功容量特性的安全性，使得計(jì)算得到的并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組群的無(wú)功容量不大于各臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功容量的總和；步驟S40，結(jié)合并網(wǎng)風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)，計(jì)算并網(wǎng)風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)的雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量；以及步驟S50，疊加風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的無(wú)功容量和變壓器吸收的無(wú)功容量，計(jì)算得到最終的雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量。
[0007]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法，以單機(jī)有功功率-無(wú)功容量特性為基礎(chǔ)，利用回歸模型計(jì)算雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量，能夠精確地計(jì)算雙饋風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功容量，可用于電網(wǎng)的無(wú)功優(yōu)化。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明提供的雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法的流程圖。
[0009]圖2為本發(fā)明提供的雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的計(jì)算過(guò)程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面根據(jù)說(shuō)明書(shū)附圖并結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)表述。
[0011]請(qǐng)一并參閱圖1及圖2，圖1為本發(fā)明提供的雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法的流程圖，包括以下步驟:
步驟S10，建立單機(jī)的有功功率-無(wú)功容量特性；
步驟S20，根據(jù)雙饋風(fēng)機(jī)的有功功率-無(wú)功容量特性，采樣進(jìn)行線性回歸，建立單機(jī)有功功率-無(wú)功容量線性回歸模型；
步驟S30，驗(yàn)證將單機(jī)的有功功率-無(wú)功容量回歸模型等效為風(fēng)電機(jī)組群的有功功率-無(wú)功容量特性的安全性，使得計(jì)算得到的并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組群的無(wú)功容量不大于各臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功容量的總和；
步驟S40，結(jié)合并網(wǎng)風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)，計(jì)算并網(wǎng)風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)的雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量；以及步驟S50，疊加風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的無(wú)功容量和變壓器吸收的無(wú)功容量，計(jì)算得到最終的雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量。
[0012]在步驟SlO中，所述有功功率-無(wú)功容量特性的建立主要可包括如下步驟:
步驟S11，確定雙饋電機(jī)定子側(cè)無(wú)功功率的運(yùn)行范圍。
[0013]首先，受雙饋電機(jī)額定容量的限制，計(jì)算雙饋電機(jī)定子側(cè)向電網(wǎng)發(fā)出的無(wú)功功率范圍為:
【權(quán)利要求】
1.一種雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法，包括以下步驟: 步驟S10，建立單機(jī)的有功功率-無(wú)功容量特性； 步驟S20，根據(jù)雙饋風(fēng)機(jī)的有功功率-無(wú)功容量特性，采樣進(jìn)行線性回歸，建立單機(jī)有功功率-無(wú)功容量線性回歸模型； 步驟S30，驗(yàn)證將單機(jī)的有功功率-無(wú)功容量回歸模型等效為風(fēng)電機(jī)組群的有功功率-無(wú)功容量特性的安全性，使得計(jì)算得到的并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組群的無(wú)功容量不大于各臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功容量的總和； 步驟S40，結(jié)合并網(wǎng)風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)，計(jì)算并網(wǎng)風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)的雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量；以及步驟S50，疊加 風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的無(wú)功容量和變壓器吸收的無(wú)功容量，計(jì)算得到最終的雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量。
2.如權(quán)利要求1所述的雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法，其特征在于，單機(jī)的有功功率-無(wú)功容量特性的建立包括如下步驟: 確定雙饋電機(jī)定子側(cè)無(wú)功功率的運(yùn)行范圍； 確定雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)無(wú)功功率的運(yùn)行范圍； 根據(jù)雙饋電機(jī)定子側(cè)及轉(zhuǎn)子側(cè)的無(wú)功功率的運(yùn)行范圍，得到雙饋風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功調(diào)節(jié)范圍；以及 消去雙饋風(fēng)電機(jī)組無(wú)功調(diào)節(jié)范圍中的轉(zhuǎn)速，得出單機(jī)有功功率-無(wú)功容量特性。
3.如權(quán)利要求2所述的雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法，其特征在于，雙饋電機(jī)定子側(cè)無(wú)功功率的運(yùn)行范圍通過(guò)以下方法確定: 首先，受雙饋電機(jī)額定容量的限制，計(jì)算雙饋電機(jī)定子側(cè)向電網(wǎng)發(fā)出的無(wú)功功率范圍為:
4.如權(quán)利要求3所述的雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法，其特征在于，雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)無(wú)功功率的運(yùn)行范圍通過(guò)以下方式確定:
5.如權(quán)利要求4所述的雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法，其特征在于，雙饋風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功調(diào)節(jié)范圍為:
6.如權(quán)利要求5所述的雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法，其特征在于，考慮(5-a)、(5-b)和(6)得到雙饋風(fēng)電機(jī)組有功功率-無(wú)功容量的特性，即無(wú)功容量與有功功率輸出值之間的函數(shù):
7.如權(quán)利要求6所述的雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法，其特征在于，并網(wǎng)風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)的雙饋風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量通過(guò)以下方法計(jì)算:
8.如權(quán)利要求1所述的雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法，其特征在于，對(duì)單機(jī)的有功功率和無(wú)功容量進(jìn)行線性回歸包括如下步驟:令
9.如權(quán)利要求1所述的雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法，其特征在于，通過(guò)以下方式驗(yàn)證將單機(jī)的有功功率-無(wú)功容量回歸模型等效為風(fēng)電機(jī)組群的有功功率-無(wú)功容量特性的安全性: 當(dāng)風(fēng)電機(jī)組群中雙饋風(fēng)機(jī)的有功功率值為額定容量?jī)?nèi)的任意值時(shí)，驗(yàn)證下式是否成立:
10.如權(quán)利要求1所述的雙饋型風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功容量的獲取方法，其特征在于，最終雙饋風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功容量通過(guò)以下方法計(jì)算: 計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)變壓器吸收的無(wú)功功率Qt:
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK103915853SQ201410003961
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】喬穎, 魯宗相, 王興剛 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 云南電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心