网点电压大于等于第一电压值，无功补偿设备退出无功功率补偿，风 电机组满发感性无功，不发容性无功；
[0052] 如果当前并网点电压小于等于第四电压值，无功补偿设备退出无功功率补偿，风 电机组满发容性无功，不发感性无功；
[0053] 如果当前并网点电压属于调节死区，无功补偿设备不进行无功功率补偿。
[0054] 本实施例中对无功补偿设备的工作方式进行划分，以及在需要与调度配合的情况 下，划分了电压区间，从而能够更加充分地利用无功补偿设备的无功补偿能力。如果当前并 网点电压大于等于第一电压值或小于等于第四电压值，无功补偿设备退出无功功率补偿， 此处，也可以理解为第二次分配，即增加无功补偿设备的裕度，利于下一次跟进。
[0055] 在一个实施例中，步骤S103中AVC子站控制风电场内的风电机组增发无功功率以 替换无功补偿设备的无功出力包括：AVC子站计算风电场内的各个风电机组可补偿的无功 功率;AVC子站控制各个风电机组按照其可补偿的无功功率进行无功功率的增发。本实施 例中按照风电机组可补偿的无功进行无功分配，以风电场内各节点电压偏差最小为目标， 实现目标无功在风机组间的分配，保证能够达到目标无功。如果包括多个风电机组，可以在 风电机组中进行平均分配；也可以在某一风电机组的容量允许的情况下，只分配给该风电 机组；还可以使某一风电机组容量用尽，将剩余的无功分配给其余风电机组。
[0056] 二次分配结束后，由于系统本身的无功损耗，当前无功和目标无功之间还会存在 一个差值，本发明提供了一个实施例中，在步骤S103之后，上述方法还可以包括:AVC子站 对无功补偿设备进行比例积分调节（即PI调节），减少风电场的当前并网点电压与目标并 网点电压的差值，其中差值由风电场本身的无功损耗导致。使得系统输出的无功无限接近 目标无功。具体的，可以输入当前并网点电压与目标并网点电压的差值，比例积分调节器根 据差值计算得到需要的无功功率，然后无功补偿设备或风电机组。
[0057] 基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种风电场无功功率控制系统，可以 用于实现上述实施例所描述的风电场无功功率控制方法，如下面的实施例所述。由于风电 场无功功率控制系统解决问题的原理与风电场无功功率控制方法相似，因此风电场无功功 率控制系统的实施可以参见风电场无功功率控制方法的实施，重复之处不再赘述。
[0058] 图3是本发明实施例的风电场无功功率控制系统的结构示意图，如图3所示，该系 统包括：AVC子站10、无功补偿设备20以及包含至少一个风电机组31的风电场30。下面 对其结构进行具体说明。
[0059] AVC子站10,连接至无功补偿设备20和风电场30,用于获取风电场30的目标无 功功率，根据目标无功功率向无功补偿设备20发送无功调节指令；以及在检测到风电场30 的无功功率达到目标无功功率后，控制风电场30内的风电机组31增发无功功率，以替换无 功补偿设备20的无功出力。
[0060] 无功补偿设备20,连接至AVC子站10和风电场30,用于根据无功补偿设备20的 工作方式进行无功功率补偿。
[0061] 通过本发明实施例的风电场无功功率控制系统，风电机组和无功补偿设备协调工 作，进行无功功率的分配控制，充分利用和协调风电场的无功能力，使得风电场并网点电压 (即PCC电压）可以自动跟踪目标电压以满足电网需求，且稳定风电场内部各节点的电压。 并且，以调节速度快的无功补偿设备优先动作，迅速满足响应要求；当并网点电压稳定后 (即达到目标无功），增发风电机组的无功功率，从而替换无功补偿设备无功出力，为无功 补偿设备提供更多的裕量，以利于下一次的快速跟进（即下一次无功功率控制）。
[0062] 在一个实施例中，如图4所示，上述系统还包括：AVC主站40,连接至AVC子站10， 用于向AVC子站10下发无功功率指令或电压指令。AVC子站10具体用于接收无功功率指 令，从无功功率指令中获取目标无功功率；或者，接收电压指令，根据电压指令中携带的目 标并网点电压计算目标无功功率。
[0063] 在一个实施例中，AVC子站10,具体用于判断目标无功功率是否超过预设无功功 率；向无功补偿设备20发送包含判断结果的无功调节指令；以及在无功补偿设备20输出 预设无功功率后，根据风电场30内的风电机组31的无功上下限，将剩余的目标无功功率分 配给风电机组31输出；其中，预设无功功率小于无功补偿设备20的额定容量。无功补偿 设备20,具体用于接收包含判断结果的无功调节指令；在判断结果为目标无功功率未超过 预设无功功率的情况下，根据无功补偿设备20的工作方式进行无功功率补偿，使风电场30 的无功功率达到目标无功功率；以及在判断结果为目标无功功率超过预设无功功率的情况 下，根据无功补偿设备20的工作方式进行无功功率补偿，输出预设无功功率。
[0064] 在一个实施例中，无功补偿设备20包括：第一补偿单元，用于当无功补偿设备20 单独运行时，输出无功功率，使风电场的并网点电压维持在预设范围内；第二补偿单元，用 于当无功补偿设备20需要与调度配合时，按照当前并网点电压与预设电压的大小关系进 行无功功率补偿。
[0065] 上述预设电压包括：第一电压值、第二电压值、第三电压值、第四电压值和调节死 区，其中，第一电压值〉第二电压值〉第三电压值〉第四电压值〉调节死区的上限。
[0066] AVC子站10还用于检测当前并网点电压；第二补偿单元，具体用于如果当前并网 点电压属于[第二电压值，第一电压值）或（第四电压值，第三电压值]，将风电场30的并 网点电压调节到（第三电压值，第二电压值）区间内；如果当前并网点电压属于（第三电压 值，第二电压值），按照无功调节指令输出无功功率，使风电场30的无功功率达到目标无功 功率；如果当前并网点电压大于等于第一电压值，退出无功功率补偿，风电机组31满发感 性无功，不发容性无功；如果当前并网点电压小于等于第四电压值，退出无功功率补偿，风 电机组31满发容性无功，不发感性无功；如果当前并网点电压属于调节死区，不进行无功 功率补偿。
[0067] 在一个实施例中，AVC子站10包括：计算单元，用于计算风电场30内的各个风电 机组31可补偿的无功功率；控制单元，连接至计算单元，用于控制各个风电机组31按照其 可补偿的无功功率进行无功功率的增发。
[0068] 在一个实施例中，AVC子站10包括：调节单元，用于在控制风电场30内的风电机 组31增发无功功率以替换无功补偿设备20的无功出力之后，对无功补偿设备20进行比例 积分调节，减少风电场的当前并网点电压与目标并网点电压的差值，其中差值由风电场本 身的无功损耗导致。调节单元可以是比例积分调节器。
[0069] 以上所使用的，术语"单元"可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。上述模 块划分只是一种示意划分，本发明并不局限于此。例如，AVC子站可以包括：控制单元，用于 执行与计算、控制和比例积分调节相关的功能；又如，无功补偿设备可以包括补偿单元，用 于执行上述第一补偿单元和第二补偿单元的功能。只要能实现本发明目的的模块划分，均 应属于本发明的保护范围。
[0070] 下面结合具体的实施例来进行说明，无功补偿设备以SVG为例。值得注意的是，该 实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明不当的限定。
[0071] 风电场无功功率控制包括:AVC子站根据AVC主站下发的母线电压指令计算目标 无功功率，生成无功功率调节指令。AVC子站在风电机组和SVG中进行无功功率分配（二次 分配）：根据SVG的工作方式（或称为运行状态），以风电场内风电机组节点电压最优（即各 节点电压偏差最小）为目标，实现对目标无功的分配，使得风电场发出的无功等于目标无 功，以达到控制高压侧母线电压稳定的目的，同时，保证场内各节点电压稳定在一定范围。
[0072] 系统简化模型如图5所示，S为大系统，G为风电机组，Ue为发电机定子电压，U M为 母线电压，U为系统电压，Xs为系统电抗，XT为主变电抗，X dS风电机组到低电压侧母线的 输电线路的电抗值，P+jQ为风电场母线注入系统的功率。
[0073] A、计算目标无功：
[0074] 首先计算系统电抗Xs，考虑到S为无穷大系统，认为系统电压U不变，系统电阻R 很小，PR值很小，可忽略不计，则有：
[0077] 其中，UM+为当前母线电压，P为当前机组有功（P是不变的，当前与上次检测的值 一样），Q+为当前机组无功，UM为上次母线电压，Q为上次机组无功。 (1) (2): (3)
[0078] 由（1)、⑵两式得出系统电抗：
[0080] 然后结合系统电抗Xs，进行全场无功预测，即计算目标无功。
[0081] 设UMtarget为目标母线电压，Q target为机组目标无功，则
C4)
[0083] 由（1)、⑷式可知
(5>
[0085] 以上公式针对单机大系统推导，如果是多机大系统，E Qta_t为全场目标总无功， 则
(6)
[0087] 其中，E Q+为全场总无功。
[0088] 由（6)式可知，预测无功的变化方向与母线目标电压变化的方向始终是相同的， 即