专利名称：一种采用分布式风电场并网控制的拓扑结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及风电场控制技术领域，尤其是一种采用分布式风电场并网控制的拓扑结构。
背景技术：
随着风力发电在电源中的比重不断增大，风电入网对电力系统的影响已不容忽视，电网要求风电机组具有较高的电网适应性，并且具备稳压控制功能。现有集中式风电场在电网中所占比例较小，属于电源弱电网强的情况，其供电结构为传统的电力系统辐射状供电结构，传统集中式风电场一般是几十台甚至上百台为单位集中接入电网，易受区域限制，工程造价比较高，不能根据用户负载进行灵活调节，很难有 效做到对有功和无功的协调控制来稳定电网。
发明内容本发明提供一种采用分布式风电场并网控制的拓扑结构，用户负载与风电机组设在同一电网网络中，通过电网调度中心发出相关指令，对风电机组切入切出及电网进行调节控制，对有功和无功的协调控制有效地稳定电网。一种采用分布式风电场并网控制的拓扑结构，包括与电网连接的电网调度中心，所述电网调度中心连接有与电网连接的自动电压控制系统，所述自动电压控制系统连接有数据采集与监视控制系统及与电网连接的静态同步补偿器，所述数据采集与监视控制系统连接有与电网连接的若干组风电机组，所述电网还连接有用户负载，所述用户负载与风电机组设在同一电网网络中。所述风电机组可一组或若干组切入切出电网，所述风电机组切入切出电网的间隔控制时间在彡5s，所述风电机组的并网有功上升速率彡50kw/s，脱网有功下降速率彡300kw/s,所述风电机组的零电压穿越能力时间彡300ms,高电压穿越能力时间< 500ms，所述自动电压控制系统设有无功功率补偿控制器及与无功功率补偿控制器连接的无功分配器，所述数据采集与监视控制系统设有风电场无功功率极限计算模块。本发明一种采用分布式风电场并网控制的拓扑结构，用户负载与风电机组设在同一电网网络中，通过电网调度中心发出相关指令，对风电机组切入切出及电网进行调节控制，对有功和无功的协调控制有效地稳定电网，减小风电机组的切入切出对电网的冲击。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细说明，其中图I为本发明的结构示意图。图2为本发明的全场恒无功控制模式示意图。图3为本发明的恒电压控制模式示意图。图4为本发明电压穿越能力示意图。
具体实施方式下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明。本发明一种采用分布式风电场并网控制的拓扑结构，包括与电网6连接的电网调度中心1，所述电网调度中心I连接有与电网6连接的自动电压控制系统2，所述自动电压控制系统2连接有数据采集与监视控制系统3和与电网6连接的静态同步补偿器9，所述数据采集与监视控制系统3连接有与电网6连接的若干组风电机组5，所述电网6还连接有用户负载8，所述用户负载8与风电机组5设在同一电网网络中，改变了传统电力系统辐射状的供电结构，可以根据用户负载8的情况灵活调节，实现就地发电就地消化，使电网6运行更稳定。所述风电机组5可一组或若干组切入切出电网6，所述风电机组5切入切出电网6的间隔控制时间彡5s，减小风电机组5切入切出对电网6的冲击作用，所述风电机组5并网有功上升速率< 50kw/s，脱网有功下降速率< 300kw/s，所述风电机组5的零电压穿越能力时间< 300ms，高电压穿越能力时间< 500ms。所述自动电压控制系统2设有无功功率补偿 控制器21及与无功功率补偿控制器21连接的无功分配器22，所述数据采集与监视控制系统3设有风电场无功功率极限计算模块31。根据用户负载8对分布式风电场进行全场有功功率控制，电网调度中心I发出的调度指令，分摊有功功率至分布式风电场中独立接入电网6的风电机组5，根据当前全场平均风速计算出预测功率，当调度指令值大于预测功率时，每台风电机组5速度设定到额定值，从而最大限度地吸收风能。当调度指令值小于预测功率时，启动限功率策略，判定调度指令值是否大于所有风电机组5最小并网转速对应的最小功率之和，如果调度指令值大于所有风电机组5最小并网转速对应的最小功率之和，则各风电机组5速度设定到并网转速，如果调度指令值小于所有风电机组5最小并网转速对应的最小功率之和，则进一步判断每台风电机组5与第一次有功分配值的关系，同时向数据采集与监视控系统3发送风电机组5的功率限制信息及台数，如果风电机组5当前功率30秒平均值小于第一次有功分配值，则当前风电机组5速度设定为额定转速。否则以20rpm的步长减小设定转速，直到当前功率30秒平均值与第二次有功分配值的误差控制在50kw以内，第二次有功分配值是系统根据接入电网6的风电机组5台数信息由有功重新分配算法得到。根据电网调度中心I发出的调度指令，还可以选择恒功率因数控制、恒无功控制和恒电压控制三种控制方式。恒功率因数控制，风电机组5根据当前风电机组5有功功率，按设定的功率因数计算出需要发出的无功功率，在计算出全场无功的输出。恒无功控制，风电机组5根据电网调度中心I发出的调度指令，各风电机组5对无功功率进行能力分摊。P·为风电机组输入机械功率，Ps> Pr分别为定子发出的有功功率和转子发出的无功功率，Pc>Qe分别为网侧变换器从电网6吸收的有功功率和无功功率，Pg、Qg为风电机组5送入电网6的有功功率和无功功率。忽略电机定转子绕组损耗，有如下关系Pmec=Ps-PrPs=Pmec/(1-s)Pr=SPmec/(1-s)Qsmin, Qsmax分别为定子无功功率最小值和最大值，则定子无功功率
Qs ^ tQsmin) Qsmax^。则有
权利要求
1.一种采用分布式风电场并网控制的拓扑结构，包括与电网连接的电网调度中心(1)，其特征在于所述电网调度中心(I)连接有与电网连接的自动电压控制系统(2)，所述自动电压控制系统(2)连接有数据采集与监视控制系统(3)及与电网连接的静态同步补偿器(9)，所述数据采集与监视控制系统(3)连接有与电网连接的若干组风电机组(5)，所述电网还连接有用户负载(8)，所述用户负载(8)与风电机组(5)设在同一电网网络中。
2.按权利要求I所述一种采用分布式风电场并网控制的拓扑结构，其特征在于所述风电机组(5)可一组或若干组切入切出电网(6)，所述风电机组(5)切入切出电网(6)的间隔控制时间≥5S。
3.按权利要求2所述一种采用分布式风电场并网控制的拓扑结构，其特征在于所述风电机组(5)的并网有功上升速率50KW/S，所述风电机组(5)的脱网有功下降速率< 300KW/S0
4.按权利要求I所述一种采用分布式风电场并网控制的拓扑结构，其特征在于所述风电机组(5)的零电压穿越能力时间≤300ms,高电压穿越能力时≤500mso
5.按权利要求I所述一种采用分布式风电场并网控制的拓扑结构，其特征在于所述自动电压控制系统(2)设有无功功率补偿控制器(21)及与无功功率补偿控制器(21)连接的无功分配器(22)。
6.按权利要求I所述一种采用分布式风电场并网控制的拓扑结构，其特征在于所述数据采集与监视控制系统(3)设有风电场无功功率极限计算模块(31)。
全文摘要
本发明一种采用分布式风电场并网控制的拓扑结构，用户负载与风电机组设在同一电网网络中，改变了传统电力系统辐射状的供电结构，可以根据用户负载的情况灵活调节，实现就地发电就地消化，使电网运行更稳定。通过电网调度中心发出相关指令，对风电机组切入切出及电网进行调节控制，对有功和无功的协调控制有效地稳定电网，减小风电机组的切入切出对电网的冲击。
文档编号H02J3/38GK102801182SQ20121029710
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者兰志杰, 陈超, 赵旭, 陈思范 申请人:广东明阳风电产业集团有限公司