本公开总体说来涉及风电领域,更具体地讲,涉及一种电压源型风电场的处理方法、装置、控制器以及介质。
背景技术:
1、当前常规的风电机组变流器控制采用基于锁相环进行电网同步定向的电流矢量控制技术,采用跟随式控制策略,机组对外表现为电流源特性,缺乏必要的电网电压支撑能力,容易与弱电网之间产生异常交互作用。而电压源型风力发电机组(也可简称为机组或风电机组)摆脱了传统风电机组“跟随式(grid following)”的控制思维束缚,开拓了风电机组“构网式(grid forming)”的新格局。
2、电压源型风电机组组建的风电场(即,电压源型风电场)具备高度自治能力,在弱电网环境下能够实现正常运行。由于风电机组具备自动调节机端电压能力,但风电场内不同机组间由于线路阻抗影响,导致各个机组在接入集电线路处存在不同程度的压降,因而容易产生无功环流,目前还没有能够准确判断风电场的无功环流的方法。
3、现阶段,对电压源型风电场的研究主要集中在不同运行场景下的系统振荡机理分析及混联系统的稳定性分析等问题,对无功环流尚无一种有效的控制方法。
4、此外,由于电压源型风电场的各个机组的机端电压可控,但无功环流可能导致并网点电压控制不稳,风电场的内部无功损耗增大。
技术实现思路
1、本公开的示例性实施例的目的之一在于提供一种能够判断电压源型风电场是否存在无功环流的处理方法。
2、根据本公开的一方面,一种电压源型风电场的处理方法包括:获得风电场的各个风力发电机组的输出电流的有效值;获得风电场的并网点的电流有效值;计算输出电流的有效值在风电场的高压侧、中压侧和低压侧中的任一侧的等效值之和以获得第一等效值并且计算电流有效值在任一侧的第二等效值;根据第一等效值和第二等效值确定风电场是否存在无功环流。
3、可选地,处理方法还可包括:响应于确定风电场存在无功环流,调整风电场的各个风力发电机组的机端电压指令值。
4、可选地,处理方法还可包括:响应于至少一个风力发电机组的机端电压的调整受限且无功环流仍然存在,调整风电场接收到的并网点电压指令值。
5、可选地,处理方法还可包括:根据基于风电场的各个风力发电机组的变压器的等效阻抗、各个风力发电机组的传输线路的阻抗、风电场的主变压器的等效阻抗以及风电场的集电线路的阻抗的主电路模型以及风电场接收到的并网点电压指令值计算各个风力发电机组的机端电压指令值,在主电路模型中,中压侧位于主变压器的输入侧与各个风力发电机组的传输线路的汇集节点之间,并且集电线路位于中压侧,各个风力发电机组的输出侧位于低压侧。
6、可选地,根据主电路模型以及风电场接收到的并网点电压指令值计算各个风力发电机组的机端电压指令值的步骤可包括:根据主变压器的低压侧额定电压值与高压侧额定电压值的比值与并网点电压指令值的乘积计算第一电压值;计算各个风力发电机组的输出电流的有效值在主电路模型的中压侧的等效电流有效值;根据各个风力发电机组的变压器的等效阻抗、各个风力发电机组的传输线路的阻抗、集电线路的阻抗和主变压器的等效阻抗之和与等效电流有效值的乘积计算第二电压值;基于第一电压值与第二电压值的差值计算各个风力发电机组的机端电压指令值。
7、可选地,处理方法还可包括:响应于确定风电场存在无功环流,可将各个风力发电机组的机端电压指令值对应调整为计算得到的机端电压指令值。
8、可选地,将各个风力发电机组的机端电压指令值对应调整为计算得到的机端电压指令值的步骤可包括:获得各个风力发电机组的机端电压;获得各个风力发电机组的输出电流并且基于输出电流计算相应的中压侧电流;根据机端电压、中压侧电流、各个风力发电机组的变压器的等效阻抗、各个风力发电机组的传输线路的阻抗、集电线路的阻抗和主变压器的阻抗计算基于各个风力发电机组的集电线路中压侧电压值;对基于各个风力发电机组计算的所有的集电线路中压侧电压值与预设值之间的差值的绝对值进行由大到小的排序;调整与排序靠前的绝对值对应的预定数量的风力发电机组的机端电压指令值。
9、可选地,处理方法还可包括:响应于至少一个风力发电机组的机端电压的调整受限且无功环流仍然存在,可调整接收到的并网点电压指令值。
10、可选地,根据第一等效值和第二等效值确定风电场是否存在无功环流的步骤可包括:响应于第一等效值与第二等效值的差值大于或等于预设阈值确定风电场存在无功环流。
11、根据本公开的第二方面,一种计算机可读存储介质存储有指令或程序,当指令或程序由处理器执行时实现如上所述的电压源型风电场的处理方法。
12、根据本公开的第三方面,一种电压源型风电场的处理装置包括:输出电流有效值获得单元,获得风电场的各个风力发电机组的输出电流的有效值;电流有效值获得单元,获得风电场的并网点的电流有效值;第一计算单元,计算输出电流的有效值在风电场的高压侧、中压侧和低压侧中的任一侧的等效值之和以获得第一等效值并且计算电流有效值在任一侧的第二等效值;无功环流确定单元,根据第一等效值和第二等效值确定风电场是否存在无功环流。
13、根据本公开的第四方面,一种电压源型风电场的处理装置包括:采集单元,采集风电场的各个风力发电机组的输出电流的有效值以及风电场的并网点的电流有效值;无功环流判断模块,计算输出电流的有效值在风电场的高压侧、中压侧和低压侧中的任一侧的等效值之和以获得第一等效值并且计算电流有效值在任一侧的第二等效值,根据第一等效值和第二等效值确定风电场是否存在无功环流。
14、可选地,处理装置还可包括电压控制模块,电压控制模块被配置为:响应于确定风电场存在无功环流,调整风电场的各个风力发电机组的机端电压指令值。
15、可选地,电压控制模块可被进一步配置为:根据基于风电场的各个风力发电机组的变压器的等效阻抗、各个风力发电机组的传输线路的阻抗、风电场的主变压器的等效阻抗以及风电场的集电线路的阻抗的主电路模型以及风电场接收到的并网点电压指令值计算各个风力发电机组的机端电压指令值,在主电路模型中,中压侧位于主变压器的输入侧与各个风力发电机组的传输线路的汇集节点之间,并且集电线路位于中压侧,各个风力发电机组的输出侧位于低压侧。
16、根据本公开的第五方面,一种风电场控制器包括如上所述的计算机可读存储介质或如上所述的电压源型风电场的处理装置。
1.一种电压源型风电场的处理方法,其特征在于,所述处理方法包括:
2.根据权利要求1所述的电压源型风电场的处理方法,其特征在于,所述处理方法还包括:
3.根据权利要求2所述的电压源型风电场的处理方法,其特征在于,所述处理方法还包括:
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电压源型风电场的处理方法,其特征在于,所述处理方法还包括:
5.根据权利要求4所述的电压源型风电场的处理方法,其特征在于,根据所述主电路模型以及风电场接收到的并网点电压指令值计算各个风力发电机组的机端电压指令值的步骤包括:
6.根据权利要求4所述的电压源型风电场的处理方法,其特征在于,所述处理方法还包括:响应于确定风电场存在无功环流,将各个风力发电机组的机端电压指令值对应调整为计算得到的机端电压指令值。
7.根据权利要求6所述的电压源型风电场的处理方法,其特征在于,将各个风力发电机组的机端电压指令值对应调整为计算得到的机端电压指令值的步骤包括:
8.根据权利要求7所述的电压源型风电场的处理方法,其特征在于,所述处理方法还包括:
9.根据权利要求1所述的电压源型风电场的处理方法,其特征在于,根据所述第一等效值和所述第二等效值确定风电场是否存在无功环流的步骤包括:响应于所述第一等效值与所述第二等效值的差值大于或等于预设阈值确定风电场存在无功环流。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有指令或程序,当所述指令或程序由处理器执行时实现根据权利要求1至9中任一项所述的电压源型风电场的处理方法。
11.一种电压源型风电场的处理装置,其特征在于,包括:
12.一种电压源型风电场的处理装置,其特征在于,包括:
13.根据权利要求12所述的电压源型风电场的处理装置,其特征在于,所述处理装置还包括电压控制模块,所述电压控制模块被配置为:响应于确定风电场存在无功环流,调整所述风电场的各个风力发电机组的机端电压指令值。
14.根据权利要求13所述的电压源型风电场的处理装置,其特征在于,所述电压控制模块被进一步配置为:根据基于风电场的各个风力发电机组的变压器的等效阻抗、各个风力发电机组的传输线路的阻抗、风电场的主变压器的等效阻抗以及风电场的集电线路的阻抗的主电路模型以及风电场接收到的并网点电压指令值计算各个风力发电机组的机端电压指令值,在所述主电路模型中,所述中压侧位于所述主变压器的输入侧与各个风力发电机组的传输线路的汇集节点之间,并且所述集电线路位于所述中压侧,各个风力发电机组的输出侧位于所述低压侧。
15.一种风电场控制器,其特征在于,包括根据权利要求10所述的计算机可读存储介质或根据权利要求11至14中的任一项所述的电压源型风电场的处理装置。