本发明涉及风电场的无功置换领域，尤其涉及一种基于变下垂系数的无功功率输出控制方法及装置。
背景技术：
1、目前，我国风电场大多分布在大电网的边缘，具有短路容量较小和汇集线长等特征，属于典型的弱连接送端系统，因此风电场并网近区出现短路故障及大负荷变动等情况有可能引起电压的剧烈波动。保持并网近区电压稳定的关键在于无功功率的平衡，通过设计静止无功发生器(svg)与风电场的无功置换策略，一方面可使风电场无功得到合理利用，增加动态无功裕度；另一方面也能减少svg配置容量，节约成本。
2、然而传统的无功置换研究在风电场中的应用面临一些挑战和局限性，当svg逐渐成为风电场中主要的无功补偿装置，如果过度依赖svg，可能会忽视对双馈异步风力发电机(dfig)无功的利用，dfig本身具有产生和吸收无功功率的能力，过度依赖svg会导致dfig的无功资源没有得到充分利用，从而无法实现整体无功资源的最优配置，导致资源浪费。
技术实现思路
1、本发明提供了一种基于变下垂系数的无功功率输出控制方法及装置，所述方法可使风电场更快地响应电网的无功变化，增加系统的稳定性，使风电场无功得到合理利用，以增加动态无功裕度，提升其应对扰动的能力。
2、本发明一实施例提供了一种基于变下垂系数的无功功率输出控制方法，包括：
3、在判断静止无功发生器的无功出力超过预设无功裕度阈值、且所述静止无功发生器处于稳态时，获取所述静止无功发生器的当前无功出力值以及风电场内各双馈异步风力发电机的当前无功出力值；
4、将所述静止无功发生器的当前无功出力值，作为风电场无功指令的当前无功出力值；
5、获取各双馈异步风力发电机的基本参数、各双馈异步风力发电机的实时运行数据、转子侧变流器的预设最大电流以及双馈异步风力发电机中异步发电机的容量；
6、根据所述基本参数、所述实时运行数据、所述预设最大电流、所述双馈异步风力发电机中异步发电机的容量以及所述各双馈异步风力发电机的当前无功出力值，确定各双馈异步风力发电机定子侧的实时无功出力范围；
7、根据所述风电场无功指令中的当前无功出力值、风电场无功指令中的前一次无功出力值以及所述实时无功出力范围，确定各双馈异步风力发电机的实时无功裕度；
8、根据风电场中各双馈异步风力发电机的实时无功裕度、各双馈异步风力发电机的当前无功出力、所述风电场无功指令的当前无功出力值以及所述风电场无功指令中的前一次无功出力值，计算得到各双馈异步风力发电机的变下垂系数；
9、根据所述变下垂系数以及所述风电场无功指令的当前无功出力值，确定每一双馈异步风力发电机的无功指令；
10、根据各双馈异步风力发电机的无功指令，对各双馈异步风力发电机的无功功率输出进行控制。
11、进一步地，所述在判断静止无功发生器的无功出力超过预设无功裕度阈值、且所述静止无功发生器处于稳态时，获取所述静止无功发生器的当前无功出力值，包括：
12、在检测到静止无功发生器的实时无功出力超过预设无功裕度阈值时，在预设时间段内的每一采样时刻到来时，计算所述静止无功发生器在当前采样时刻的实时无功出力与前一采样时刻的实时无功出力的差值；
13、在判断所述预设时段内所有差值均小于预设容忍度时，判断所述静止无功发生器已达到稳态，获取所述静止无功发生器的当前无功出力值。
14、进一步地，所述根据所述基本参数、所述实时运行数据、所述预设最大电流、所述双馈异步风力发电机中异步发电机的容量以及所述各双馈异步风力发电机的当前无功出力值，确定各双馈异步风力发电机定子侧的实时无功出力范围，包括：
15、根据所述基本参数、所述实时运行数据以及所述预设最大电流，计算得到由所述预设最大电流决定的双馈异步风力发电机定子侧的第一无功功率运行范围；
16、根据所述实时运行数据以及所述双馈异步风力发电机中异步发电机的容量，计算得到由所述双馈异步风力发电机中异步发电机的容量决定的双馈异步风力发电机定子侧的第二无功功率运行范围；
17、取所述第一无功功率运行范围以及所述第二无功功率运行范围的交集范围，将所述交集范围作为双馈异步风力发电机定子侧的第三无功功率运行范围；
18、根据所述第三无功功率运行范围以及所述各双馈异步风力发电机的当前无功出力值，确定各双馈异步风力发电机定子侧的实时无功出力范围。
19、进一步地，通过以下公式计算得到各双馈异步风力发电机的变下垂系数：
20、
21、式中，δqsvg表示所述风电场无功指令中的当前无功出力值与前一次无功出力值的差值；qi表示风电场中第i个双馈异步风力发电机的实时无功裕度；n表示风电场中双馈异步风力发电机的总数目；qi,dfig表示第i个双馈异步风力发电机的当前无功出力值；qtsvg表示所述风电场无功指令中的当前无功出力值。
22、进一步地，所述根据各双馈异步风力发电机的无功指令，对各双馈异步风力发电机的无功功率输出进行控制，包括：
23、对于每一双馈异步风力发电机的无功指令，判断所述无功指令是否位于所述第三无功功率运行范围内，
24、若所述无功指令位于所述第三无功功率运行范围内，按照当前无功指令对当前双馈异步风力发电机的无功功率输出进行控制，
25、若所述无功指令低于所述第三无功功率运行范围的下限，按照所述第三无功功率运行范围的下限无功功率，对当前双馈异步风力发电机的无功功率输出进行控制；
26、若所述无功指令高于所述第三无功功率运行范围的上限，按照所述第三无功功率运行范围的上限无功功率，对当前双馈异步风力发电机的无功功率输出进行控制。
27、本发明一实施例还提供了一种基于变下垂系数的无功功率输出控制装置，包括：无功出力值获取模块、风电场无功指令置换模块、数据获取模块、实时无功出力范围确定模块、实时无功裕度确定模块、变下垂系数确定模块、风力发电机无功指令确定模块以及控制模块；
28、所述无功出力值获取模块，用于在判断静止无功发生器的无功出力超过预设无功裕度阈值、且所述静止无功发生器处于稳态时，获取所述静止无功发生器的当前无功出力值以及风电场内各双馈异步风力发电机的当前无功出力值；
29、所述风电场无功指令置换模块，用于将所述静止无功发生器的当前无功出力值，作为风电场无功指令的当前无功出力值；
30、所述数据获取模块，用于获取各双馈异步风力发电机的基本参数、各双馈异步风力发电机的实时运行数据、转子侧变流器的预设最大电流以及双馈异步风力发电机中异步发电机的容量；
31、所述实时无功出力范围确定模块，用于根据所述基本参数、所述实时运行数据、所述预设最大电流、所述双馈异步风力发电机中异步发电机的容量以及所述各双馈异步风力发电机的当前无功出力值，确定各双馈异步风力发电机定子侧的实时无功出力范围；
32、所述实时无功裕度确定模块，用于根据所述风电场无功指令中的当前无功出力值、风电场无功指令中的前一次无功出力值以及所述实时无功出力范围，确定各双馈异步风力发电机的实时无功裕度；
33、所述变下垂系数确定模块，用于根据风电场中各双馈异步风力发电机的实时无功裕度、各双馈异步风力发电机的当前无功出力、所述风电场无功指令的当前无功出力值以及所述风电场无功指令中的前一次无功出力值，计算得到各双馈异步风力发电机的变下垂系数；
34、所述风力发电机无功指令确定模块，用于根据所述变下垂系数以及所述风电场无功指令的当前无功出力值，确定每一双馈异步风力发电机的无功指令；
35、所述控制模块，用于根据各双馈异步风力发电机的无功指令，对各双馈异步风力发电机的无功功率输出进行控制。
36、进一步地，所述在判断静止无功发生器的无功出力超过预设无功裕度阈值、且所述静止无功发生器处于稳态时，获取所述静止无功发生器的当前无功出力值，包括：
37、在检测到静止无功发生器的实时无功出力超过预设无功裕度阈值时，在预设时间段内的每一采样时刻到来时，计算所述静止无功发生器在当前采样时刻的实时无功出力与前一采样时刻的实时无功出力的差值；
38、在判断所述预设时段内所有差值均小于预设容忍度时，判断所述静止无功发生器已达到稳态，获取所述静止无功发生器的当前无功出力值。
39、进一步地，所述根据所述基本参数、所述实时运行数据、所述预设最大电流、所述双馈异步风力发电机中异步发电机的容量以及所述各双馈异步风力发电机的当前无功出力值，确定各双馈异步风力发电机定子侧的实时无功出力范围，包括：
40、根据所述基本参数、所述实时运行数据以及所述预设最大电流，计算得到由所述预设最大电流决定的双馈异步风力发电机定子侧的第一无功功率运行范围；
41、根据所述实时运行数据以及所述双馈异步风力发电机中异步发电机的容量，计算得到由所述双馈异步风力发电机中异步发电机的容量决定的双馈异步风力发电机定子侧的第二无功功率运行范围；
42、取所述第一无功功率运行范围以及所述第二无功功率运行范围的交集范围，将所述交集范围作为双馈异步风力发电机定子侧的第三无功功率运行范围；
43、根据所述第三无功功率运行范围以及所述各双馈异步风力发电机的当前无功出力值，确定各双馈异步风力发电机定子侧的实时无功出力范围。
44、进一步地，通过以下公式计算得到各双馈异步风力发电机的变下垂系数：
45、
46、式中，δqsvg表示所述风电场无功指令中的当前无功出力值与前一次无功出力值的差值；qi表示风电场中第i个双馈异步风力发电机的实时无功裕度；n表示风电场中双馈异步风力发电机的总数目；qi,dfig表示第i个双馈异步风力发电机的当前无功出力值；qtsvg表示所述风电场无功指令中的当前无功出力值。
47、进一步地，所述根据各双馈异步风力发电机的无功指令，对各双馈异步风力发电机的无功功率输出进行控制，包括：
48、对于每一双馈异步风力发电机的无功指令，判断所述无功指令是否位于所述第三无功功率运行范围内，
49、若所述无功指令位于所述第三无功功率运行范围内，按照当前无功指令对当前双馈异步风力发电机的无功功率输出进行控制，
50、若所述无功指令低于所述第三无功功率运行范围的下限，按照所述第三无功功率运行范围的下限无功功率，对当前双馈异步风力发电机的无功功率输出进行控制；
51、若所述无功指令高于所述第三无功功率运行范围的上限，按照所述第三无功功率运行范围的上限无功功率，对当前双馈异步风力发电机的无功功率输出进行控制。
52、通过实施本发明具有如下有益效果：
53、本发明提供了一种基于变下垂系数的无功功率输出控制方法及装置，所述方法根据获取到的数据确定各双馈异步风力发电机定子侧的实时无功出力范围以及每一双馈异步风力发电机的实时无功裕度，然后根据风电场中各双馈异步风力发电机的实时无功裕度、各双馈异步风力发电机的当前无功出力、所述风电场无功指令的当前无功出力值以及所述风电场无功指令中的前一次无功出力值，计算得到各双馈异步风力发电机的变下垂系数；根据变下垂系数以及所述风电场无功指令的当前无功出力值，确定各双馈异步风力发电机的无功指令，并根据每一双馈异步风力发电机的无功指令，对各双馈异步风力发电机的无功功率输出进行控制，由此，利用双馈异步风力发电机的无功调节能力，风电场可以更快地响应电网的无功变化，增加系统的稳定性，使风电场无功得到合理利用，以增加动态无功裕度，提升其应对扰动的能力，同时可减少静止无功发生器配置容量，节约成本。
1.一种基于变下垂系数的无功功率输出控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于变下垂系数的无功功率输出控制方法，其特征在于，所述在判断静止无功发生器的无功出力超过预设无功裕度阈值、且所述静止无功发生器处于稳态时，获取所述静止无功发生器的当前无功出力值，包括：
3.如权利要求1所述的基于变下垂系数的无功功率输出控制方法，其特征在于，所述根据所述基本参数、所述实时运行数据、所述预设最大电流、所述双馈异步风力发电机中异步发电机的容量以及所述各双馈异步风力发电机的当前无功出力值，确定各双馈异步风力发电机定子侧的实时无功出力范围，包括：
4.如权利要求1所述的基于变下垂系数的无功功率输出控制方法，其特征在于，通过以下公式计算得到各双馈异步风力发电机的变下垂系数：
5.如权利要求1所述的基于变下垂系数的无功功率输出控制方法，其特征在于，所述根据各双馈异步风力发电机的无功指令，对各双馈异步风力发电机的无功功率输出进行控制，包括：
6.一种基于变下垂系数的无功功率输出控制装置，其特征在于，包括：无功出力值获取模块、风电场无功指令置换模块、数据获取模块、实时无功出力范围确定模块、实时无功裕度确定模块、变下垂系数确定模块、风力发电机无功指令确定模块以及控制模块；
7.如权利要求6所述的基于变下垂系数的无功功率输出控制装置，其特征在于，所述在判断静止无功发生器的无功出力超过预设无功裕度阈值、且所述静止无功发生器处于稳态时，获取所述静止无功发生器的当前无功出力值，包括：
8.如权利要求7所述的基于变下垂系数的无功功率输出控制装置，其特征在于，所述根据所述基本参数、所述实时运行数据、所述预设最大电流、所述双馈异步风力发电机中异步发电机的容量以及所述各双馈异步风力发电机的当前无功出力值，确定各双馈异步风力发电机定子侧的实时无功出力范围，包括：
9.如权利要求8所述的基于变下垂系数的无功功率输出控制装置，其特征在于，通过以下公式计算得到各双馈异步风力发电机的变下垂系数：
10.如权利要求9所述的基于变下垂系数的无功功率输出控制装置，其特征在于，所述根据各双馈异步风力发电机的无功指令，对各双馈异步风力发电机的无功功率输出进行控制，包括：
