本發(fā)明涉及無功補償裝置控制技術領域，尤其涉及一種提高無功補償裝置控制精度的方法及系統(tǒng)。

背景技術：

風力發(fā)電作為技術最為成熟的可再生能源發(fā)電方式之一，近年來得到了大力發(fā)展。一些風資源豐富的地區(qū),風電機組裝機容量占電網(wǎng)總裝機容量的比例越來越大,其中無功電壓問題就是最突出和最受關注的問題之一。

風力發(fā)電系統(tǒng)的特點決定風電場必須需要加裝無功補償裝置。風電場電壓自動控制(avc)通過控制風電場內風機和動態(tài)無功補償裝置的無功出力，達到調控并網(wǎng)點電壓的效果，使并網(wǎng)點電壓達到調度給定的目標。

現(xiàn)有主流的無功補償裝置在過零點附近都有響應死區(qū)，一般在-1mvar到1mvar之間，對于在響應死區(qū)的無功目標值，無功補償裝置是不予執(zhí)行的。avc系統(tǒng)通常沒有考慮到這個死區(qū)，如果風電場容量比較大，無功補償裝置較多的情況下，就有可能有控制偏差，風電場全廠的無功出力達不到avc系統(tǒng)給定的目標值，并網(wǎng)點電壓達不到調度給定的電壓范圍。

技術實現(xiàn)要素：

基于背景技術存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種提高無功補償裝置控制精度的方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明提出的提高無功補償裝置控制精度的方法，包括以下步驟：

s1、設定各無功補償裝置的響應死區(qū)；

s2、獲取風電場內各風機的有功值和無功值、各無功補償裝置的無功值、風電場內實時電壓值、并網(wǎng)點電壓目標值，并根據(jù)風電場內各風機的有功值和無功值、各無功補償裝置的無功值、風電場內實時電壓值、并網(wǎng)點電壓目標值計算各風機的目標無功值qfj和各無功補償裝置的目標無功值qtari；

s3、判斷各無功補償裝置的目標無功值qtari是否在其響應死區(qū)內，并對目標無功值qtari不在其響應死區(qū)內的無功補償裝置進行目標值修正得到修正后的目標無功值qtar'i；

s4、根據(jù)步驟s3中的無功補償裝置修正后的無功補償裝置的目標無功值qtar'i對各風機進行目標值修正得到修正后的目標無功值qf'j；

s5、將修正后的各風機目標無功值qf'j分配至各風機、修正后的各無功補償裝置的目標無功值qtar'i分配至各無功補償裝置；

其中，i＝1,2,3……n，j＝1,2,3……m。

優(yōu)選地，步驟s2具體包括：

根據(jù)風電場內實時電壓值和并網(wǎng)點電壓目標值計算風電場所需無功增量、根據(jù)風電場內各風機的有功值計算各風機的無功可調范圍，再按照風機優(yōu)先承擔無功、風機承擔不了的無功分配至無功補償裝置承擔的原則，為風電場內各風機和各無功補償裝置分配無功，以得到各風機的目標無功值qfj和各無功補償裝置的目標無功值qtari。

優(yōu)選地，步驟s3具體包括：

若無功補償裝置的目標無功值不在其響應死區(qū)內，則該無功補償裝置的目標無功值不需要修正，即該無功補償裝置的目標無功值qtar'i＝qtari；

若無功補償裝置的目標無功值在其響應死區(qū)內，則該無功補償裝置的目標無功值需要修正，并將該無功補償裝置列入待修正集合；

設定各無功補償裝置的響應死區(qū)，記為[borderi下，borderi上]；

對待修正集合中的各無功補償裝置進行目標值修正；

選取待修正集合中的第一臺無功補償裝置，判斷該無功補償裝置目標無功值qtari與響應死區(qū)的兩個邊緣的距離：

若|qtari-borderi下|<＝|qtari-borderi上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'i＝borderi下；

若|qtari-borderi下|>|qtari-borderi上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'i＝borderi上；

此時需要其他無功補償裝置承擔的無功增量記為qδ＝qtari-qtar'i；

再選取待修正集合中的第二臺無功補償裝置，將上述無功增量qδ分配至該無功補償裝置承擔，得出該無功補償裝置的目標無功值qtar*k＝qtark+qδ；判斷該無功補償裝置目標無功值qtar*k與響應死區(qū)的兩個邊緣的距離：

若|qtar*k–borderk下|<＝|qtar*k-borderk上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'k＝borderk下；

若|qtar*k-borderk下|>|qtar*k-borderk上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'k＝borderk上；

此時需要其他無功補償裝置承擔的無功增量更新為qδ＝qtar*k-qtar'k；

如此循環(huán)，依次對待修正集合中所有無功補償裝置進行目標值修正，并記錄最后一次無功增量qδ。

優(yōu)選地，步驟s4具體包括：

根據(jù)步驟s3中最后一次無功增量qδ對各風機進行目標值修正，修正后的各風機目標無功值qf'j＝qfj+qδ。

本發(fā)明提出的提高無功補償裝置控制精度的系統(tǒng)，包括：

死區(qū)設定模塊，用于設定各無功補償裝置的響應死區(qū)；

無功計算模塊，用于獲取風電場內各風機的有功值和無功值、各無功補償裝置的無功值、風電場內實時電壓值、并網(wǎng)點電壓目標值，并根據(jù)風電場內各風機的有功值和無功值、各無功補償裝置的無功值、風電場內實時電壓值、并網(wǎng)點電壓目標值計算各風機的目標無功值qfj和各無功補償裝置的目標無功值qtari；

第一修正模塊，用于判斷各無功補償裝置的目標無功值qtari是否在其響應死區(qū)內，并對目標無功值qtari不在其響應死區(qū)內的無功補償裝置進行目標值修正得到修正后的目標無功值qtar'i；

第二修正模塊，用于根據(jù)第一修正模塊中無功補償裝置修正后的無功補償裝置的目標無功值qtar'i對各風機進行目標值修正得到修正后的目標無功值qf'j；

調控模塊，用于將修正后的各風機目標無功值qf'j分配至各風機、修正后的各無功補償裝置的目標無功值qtar'i分配至各無功補償裝置。

優(yōu)選地，無功計算模塊具體用于：

根據(jù)風電場內實時電壓值和并網(wǎng)點電壓目標值計算風電場所需無功增量、根據(jù)風電場內各風機的有功值計算各風機的無功可調范圍，再按照風機優(yōu)先承擔無功、風機承擔不了的無功分配至無功補償裝置承擔的原則，為風電場內各風機和各無功補償裝置分配無功，以得到各風機的目標無功值qfj和各無功補償裝置的目標無功值qtari。

優(yōu)選地，第一修正模塊具體用于：

若無功補償裝置的目標無功值不在其響應死區(qū)內，則該無功補償裝置的目標無功值不需要修正，即該無功補償裝置的目標無功值q'itar＝qitar；

若無功補償裝置的目標無功值在其響應死區(qū)內，則該無功補償裝置的目標無功值需要修正，并將該無功補償裝置列入待修正集合；

設定各無功補償裝置的響應死區(qū)，記為[borderi下，borderi上]；

對待修正集合中的各無功補償裝置進行目標值修正；

選取待修正集合中的第一臺無功補償裝置，判斷該無功補償裝置目標無功值qtari與響應死區(qū)的兩個邊緣的距離：

若|qtari-borderi下|<＝|qtari-borderi上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'i＝borderi下；

若|qtari-borderi下|>|qtari-borderi上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'i＝borderi上；

此時需要其他無功補償裝置承擔的無功增量記為qδ＝qtari-qtar'i；

再選取待修正集合中的第二臺無功補償裝置，將上述無功增量qδ分配至該無功補償裝置承擔，得出該無功補償裝置的目標無功值qtar*k＝qtark+qδ；判斷該無功補償裝置目標無功值qtar*k與響應死區(qū)的兩個邊緣的距離：

若|qtar*k–borderk下|<＝|qtar*k-borderk上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'k＝borderk下；

若|qtar*k-borderk下|>|qtar*k-borderk上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'k＝borderk上；

此時需要其他無功補償裝置承擔的無功增量更新為qδ＝qtar*k-qtar'k；

如此循環(huán)，依次對待修正集合中所有無功補償裝置進行目標值修正，并記錄最后一次無功增量qδ。

優(yōu)選地，第二修正模塊具體用于：

根據(jù)第一修正模塊記錄的最后一次無功增量qδ對各風機進行目標值修正，修正后的各風機目標無功值qf'j＝qfj+qδ。

本發(fā)明設計了一種無功補償裝置控制精度的方法及系統(tǒng)，在風電場無功計算分配中，使個無功補償裝置的目標無功值在設定的響應死區(qū)范圍之外，這樣使得各無功補償裝置能夠按照avc系統(tǒng)給定的目標值執(zhí)行到位，使得并網(wǎng)點電壓能夠穩(wěn)定在期望的控制目標之內；本發(fā)明提出的無功補償裝置控制精度的方法及系統(tǒng)避免無功補償裝置工作在響應死區(qū)，提高avc系統(tǒng)對風電場無功出力的控制精度，使得并網(wǎng)點電壓能穩(wěn)定在調度給定的電壓范圍內。

附圖說明

圖1為一種提高無功補償裝置控制精度的方法的步驟示意圖；

圖2為一種提高無功補償裝置控制精度的系統(tǒng)的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，圖1、圖2為本發(fā)明提出的一種提高無功補償裝置控制精度的方法及系統(tǒng)。

參照圖1，本發(fā)明提出的提高無功補償裝置控制精度的方法，其特征在于，包括以下步驟：

s1、根據(jù)各無償補償裝置的實際性能，設定各無功補償裝置的響應死區(qū)，記為[borderi下，borderi上]，如此，可提高設定的響應死區(qū)的針對性和準確性；

s2、獲取風電場內各風機的有功值和無功值、各無功補償裝置的無功值、風電場內實時電壓值、并網(wǎng)點電壓目標值；并根據(jù)風電場內各風機的有功值和無功值、各無功補償裝置的無功值、風電場內實時電壓值、并網(wǎng)點電壓目標值計算各風機的目標無功值qfj和各無功補償裝置的目標無功值qtari；

具體地：根據(jù)風電場內實時電壓值和并網(wǎng)點電壓目標值計算風電場所需無功增量、根據(jù)風電場內各風機的有功值計算各風機的無功可調范圍，再按照風機優(yōu)先承擔無功、風機承擔不了的無功分配至無功補償裝置承擔的原則，為風電場內各風機和各無功補償裝置分配無功，以得到各風機的目標無功值qfj和各無功補償裝置的目標無功值qtari。

s3、判斷各無功補償裝置的目標無功值qtari是否在其響應死區(qū)內，并對目標無功值qtari不在其響應死區(qū)內的無功補償裝置進行目標值修正得到修正后的目標無功值qtar'i；

具體判斷過程包括：

若無功補償裝置的目標無功值不在其響應死區(qū)內，則該無功補償裝置的目標無功值不需要修正，即該無功補償裝置的目標無功值qtar'i＝qtari；

若無功補償裝置的目標無功值在其響應死區(qū)內，則該無功補償裝置的目標無功值需要修正，并將該無功補償裝置列入待修正集合；

具體修正過程包括：

設定各無功補償裝置的響應死區(qū)，記為[borderi下，borderi上]；

對待修正集合中的各無功補償裝置進行目標值修正；

選取待修正集合中的第一臺無功補償裝置，判斷該無功補償裝置目標無功值qtari與響應死區(qū)的兩個邊緣的距離：

若|qtari-borderi下|<＝|qtari-borderi上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'i＝borderi下；

若|qtari-borderi下|>|qtari-borderi上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'i＝borderi上；

此時需要其他無功補償裝置承擔的無功增量記為qδ＝qtari-qtar'i；

再選取待修正集合中的第二臺無功補償裝置，將上述無功增量qδ分配至該無功補償裝置承擔，得出該無功補償裝置的目標無功值qtar*k＝qtark+qδ；判斷該無功補償裝置目標無功值qtar*k與響應死區(qū)的兩個邊緣的距離：

若|qtar*k–borderk下|<＝|qtar*k-borderk上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'k＝borderk下；

若|qtar*k-borderk下|>|qtar*k-borderk上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'k＝borderk上；

此時需要其他無功補償裝置承擔的無功增量更新為qδ＝qtar*k-qtar'k；

如此循環(huán)，依次對待修正集合中所有無功補償裝置進行目標值修正，并記錄最后一次無功增量qδ。

s4、根據(jù)步驟s3中的無功補償裝置修正后的無功補償裝置的目標無功值qtar'i對各風機進行目標值修正得到修正后的目標無功值qf'j；

具體地：根據(jù)步驟s3中最后一次無功增量qδ對各風機進行目標值修正，修正后的各風機目標無功值qf'j＝qfj+qδ。

s5、將修正后的各風機目標無功值qf'j分配至各風機、修正后的各無功補償裝置的目標無功值qtar'i分配至各無功補償裝置；通過將各風機的目標無功值下發(fā)至各風機、各無功補償裝置的目標無功值下發(fā)至各無功補償裝置，使得各風機和各無功補償裝置按照各自的目標無功值進行運行和工作，提高各風機和各無功補償裝置的工作效率和工作精度。

其中，i＝1,2,3……n，j＝1,2,3……m，n和m的值具體根據(jù)實際應用過程中無功補償裝置以及風機的個數(shù)進行設定。

參照圖2，本發(fā)明提出的一種提高無功補償裝置控制精度的系統(tǒng)，包括：

死區(qū)設定模塊，用于設定各無功補償裝置的響應死區(qū)，記為[borderi下，borderi上]；

參數(shù)獲取模塊，用于獲取風電場內各風機的有功值和無功值、各無功補償裝置的無功值、風電場內實時電壓值、并網(wǎng)點電壓目標值；

無功計算模塊，用于獲取風電場內各風機的有功值和無功值、各無功補償裝置的無功值、風電場內實時電壓值、并網(wǎng)點電壓目標值，并根據(jù)風電場內各風機的有功值和無功值、各無功補償裝置的無功值、風電場內實時電壓值、并網(wǎng)點電壓目標值計算各風機的目標無功值qfj和各無功補償裝置的目標無功值qtari；

無功計算模塊具體用于：

根據(jù)風電場內實時電壓值和并網(wǎng)點電壓目標值計算風電場所需無功增量、根據(jù)風電場內各風機的有功值計算各風機的無功可調范圍，再按照風機優(yōu)先承擔無功、風機承擔不了的無功分配至無功補償裝置承擔的原則，為風電場內各風機和各無功補償裝置分配無功，以得到各風機的目標無功值qfj和各無功補償裝置的目標無功值qtari。

第一修正模塊，用于判斷各無功補償裝置的目標無功值qtari是否在其響應死區(qū)內，并對目標無功值qtari不在其響應死區(qū)內的無功補償裝置進行目標值修正得到修正后的目標無功值qtar'i；

第一修正模塊中的判斷過程包括：

若無功補償裝置的目標無功值不在其響應死區(qū)內，則該無功補償裝置的目標無功值不需要修正，即該無功補償裝置的目標無功值qtar'i＝qtari；

若無功補償裝置的目標無功值在其響應死區(qū)內，則該無功補償裝置的目標無功值需要修正，并將該無功補償裝置列入待修正集合；

具體修正過程包括：

設定各無功補償裝置的響應死區(qū)，記為[borderi下，borderi上]；

對待修正集合中的各無功補償裝置進行目標值修正；

選取待修正集合中的第一臺無功補償裝置，判斷該無功補償裝置目標無功值qtari與響應死區(qū)的兩個邊緣的距離：

若|qtari-borderi下|<＝|qtari-borderi上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'i＝borderi下；

若|qtari-borderi下|>|qtari-borderi上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'i＝borderi上；

此時需要其他無功補償裝置承擔的無功增量記為qδ＝qtari-qtar'i；

再選取待修正集合中的第二臺無功補償裝置，將上述無功增量qδ分配至該無功補償裝置承擔，得出該無功補償裝置的目標無功值qtar*k＝qtark+qδ；判斷該無功補償裝置目標無功值qtar*k與響應死區(qū)的兩個邊緣的距離：

若|qtar*k–borderk下|<＝|qtar*k-borderk上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'k＝borderk下；

若|qtar*k-borderk下|>|qtar*k-borderk上|，則該無功補償裝置修正后的目標無功值qtar'k＝borderk上；

此時需要其他無功補償裝置承擔的無功增量更新為qδ＝qtar*k-qtar'k；

如此循環(huán)，依次對待修正集合中所有無功補償裝置進行目標值修正，并記錄最后一次無功增量qδ。

第二修正模塊，用于根據(jù)第一修正模塊中無功補償裝置修正后的無功補償裝置的目標無功值qtar'i對各風機進行目標值修正得到修正后的目標無功值qf'j；

第二修正模塊具體用于：

根據(jù)第一修正模塊記錄的最后一次無功增量qδ對各風機進行目標值修正，修正后的各風機目標無功值qf'j＝qfj+qδ。

調控模塊，用于將修正后的各風機目標無功值qf'j分配至各風機、修正后的各無功補償裝置的目標無功值qtar'i分配至各無功補償裝置；通過將各風機的目標無功值下發(fā)至各風機、各無功補償裝置的目標無功值下發(fā)至各無功補償裝置，使得各風機和各無功補償裝置按照各自的目標無功值進行運行和工作，提高各風機和各無功補償裝置的工作效率和工作精度。

本實施方式設計了一種無功補償裝置控制精度的方法及系統(tǒng)，在風電場無功計算分配中，使個無功補償裝置的目標無功值在設定的響應死區(qū)范圍之外，這樣使得各無功補償裝置能夠按照avc系統(tǒng)給定的目標值執(zhí)行到位，使得并網(wǎng)點電壓能夠穩(wěn)定在期望的控制目標之內；本實施方式提出的無功補償裝置控制精度的方法及系統(tǒng)避免無功補償裝置工作在響應死區(qū)，提高avc系統(tǒng)對風電場無功出力的控制精度，使得并網(wǎng)點電壓能穩(wěn)定在調度給定的電壓范圍內。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。