CN113315164B - 无功电压控制方法和装置、介质以及计算装置 - Google Patents
无功电压控制方法和装置、介质以及计算装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113315164B CN113315164B CN202011447722.3A CN202011447722A CN113315164B CN 113315164 B CN113315164 B CN 113315164B CN 202011447722 A CN202011447722 A CN 202011447722A CN 113315164 B CN113315164 B CN 113315164B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coefficient
- proportional
- short
- circuit capacity
- integral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/381—Dispersed generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
- H02J3/16—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
- H02J3/466—Scheduling the operation of the generators, e.g. connecting or disconnecting generators to meet a given demand
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
- H02J2300/28—The renewable source being wind energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
本公开提供一种无功电压控制方法和装置、介质以及计算装置。该无功电压控制方法包括:根据***运行短路容量以及新能源场站的额定功率确定***运行短路容量比;根据***运行短路容量比所处的范围确定比例积分算法的比例系数和积分系数;利用基于确定的比例系数和积分系数的比例积分算法进行无功电压控制。根据本发明的实施例的无功电压控制方法可快速准确控制无功电压。
Description
技术领域
本发明总体说来涉及新能源领域,更具体地讲,涉及一种无功电压控制方法和装置、介质以及计算装置。
背景技术
在电力***的整个能源中,随着新能源占比的不断提高,单机容量的不断增大,场站装机容量也在屡创新高。
新能源场站开发具有规模大、开发模式集中等特点。但由于新能源发电固有的间歇性特点,大规模新能源并网给电网运行带来了极大的挑战。加之新能源并网区域往往缺乏本地负荷和常规电源支撑,新能源场站发出的电能需要经过长距离送至负荷中心,造成送电通道随新能源出力的变化而无功电压波动较大。因此对新能源场站的无功控制和电压稳定性提出了越来越高的要求。
传统的电压和无功功率控制理论和技术虽已比较成熟,但受***整体拓扑结构,通信等诸多因素限制,目前所应用的无功控制方法,均只考虑电力***当前时间断面,只有发现实际***测量电压值超过阈值或接近阈值时才会触发控制逻辑,这实际上是一种滞后控制,在本质上是被动控制。但新能源发电往往负荷波动性较大,对电压的变化影响较大,这导致目前基于***阻抗方式的单步式调控方式不能满足控制需求,因此对于场站控制***,需要快速闭环的控制方式,以便于快速跟踪***电压的变化,并及时对电压进行纠偏调整控制,使电压快速高精度的处于运行控制目标范围内。
发明内容
本发明的示例性实施例的目的在于提供一种能够快速控制无功电压的无功电压控制方法及无功电压控制装置。
根据本发明的一方面,提供一种无功电压控制方法,该无功电压控制方法包括:根据***运行短路容量以及新能源场站的额定功率确定***运行短路容量比;根据***运行短路容量比所处的范围确定比例积分算法的比例系数和积分系数;利用基于确定的比例系数和积分系数的比例积分算法进行无功电压控制。
根据本发明的实施例,无功电压控制方法还可包括:获取新能源场站的高压侧或低压侧的电气信息量;基于电气信息量计算***运行短路容量。
根据本发明的实施例,获取新能源场站的高压侧或低压侧的电气信息量的步骤可包括:获取新能源场站的高压侧或低压侧的在当前时刻的电气信息量以及上一时刻的电气信息量,电气信息量包括有功功率、无功功率和电压;基于电气信息量计算***运行短路容量的步骤包括:基于获取的当前时刻的电气信息量以及上一时刻的电气信息量计算***运行短路容量。
根据本发明的实施例,根据***运行短路容量比所处的范围确定比例积分算法的比例系数和积分系数的步骤可包括:响应于***运行短路容量比大于预定阈值,确定***运行短路容量比有效。
根据本发明的实施例,根据***运行短路容量比所处的范围确定比例积分算法的比例系数和积分系数的步骤可包括:当***运行短路容量比处在不同的范围时,确定不同的比例系数和不同的积分系数。
根据本发明的实施例,当***运行短路容量比大于第一预定值时,可确定比例积分算法的比例系数和积分系数分别为第一比例系数和第一积分系数;当***运行短路容量比大于第二预定值并且小于等于第一预定值时,可确定比例积分算法的比例系数和积分系数分别为第二比例系数和第二积分系数;当***运行短路容量比大于第三预定值并且小于等于第二预定值时,可确定比例积分算法的比例系数和积分系数分别为第三比例系数和第三积分系数。
根据本发明的实施例,利用基于确定的比例系数和积分系数的比例积分算法进行无功电压控制的步骤可包括:以无功电压目标值与实际无功电压的偏差作为比例积分算法的输入,计算新能源场站的无功源的控制指令,并且向无功源下发控制指令,以使无功电压趋近无功电压目标值。
根据本发明的另一方面,提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有指令或代码,当指令或代码由处理器执行时实现上述无功电压控制方法。
根据本发明的另一方面,提供一种无功电压控制装置,无功电压控制装置可包括:***运行短路容量比确定模块,被配置为根据***运行短路容量以及新能源场站的额定功率计算***运行短路容量比;系数确定模块,被配置为根据***运行短路容量比所处的范围确定比例积分控制器的比例系数和积分系数;无功电压控制模块,被配置为利用基于确定的比例系数和积分系数的比例积分控制器进行无功电压控制。
根据本发明的实施例,无功电压控制装置还可包括:检测模块,被配置为获取新能源场站的高压侧或低压侧的电气信息量;计算模块,被配置为基于电气信息量计算***运行短路容量。
根据本发明的实施例,系数确定模块可被进一步配置为:响应于***运行短路容量比大于预定阈值,确定***运行短路容量比有效。
根据本发明的实施例,系数确定模块可被进一步配置为:响应于***运行短路容量比大于第一预定值时,确定比例积分控制器的比例系数和积分系数分别为第一比例系数和第一积分系数;响应于***运行短路容量比大于第二预定值并且小于等于第一预定值时,确定比例积分控制器的比例系数和积分系数分别为第二比例系数和第二积分系数;响应于***运行短路容量比大于第三预定值并且小于等于第二预定值,确定比例积分控制器的比例系数和积分系数分别为第三比例系数和第三积分系数。
根据本发明的另一方面,提供一种计算装置,该计算装置包括计算机可读存储介质以及处理器,计算机可读存储介质存储有指令或代码,当指令或代码由处理器执行时上述无功电压控制方法。
将在接下来的描述中部分阐述本发明总体构思另外的方面和/或优点,还有一部分通过描述将是清楚的,或者可以经过本发明总体构思的实施而得知。
附图说明
通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的描述,本发明示例性实施例的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚,其中:
图1是示出根据本发明的第一实施例的无功电压控制方法的流程图;
图2是示出根据本发明的第二实施例的无功电压控制方法的流程图;
图3是示出根据本发明的第三实施例的无功电压控制方法的流程图;
图4是新能源场站的供电***的简化等效电路图。
图5是示出根据本发明的第一实施例的无功电压控制装置的框图;
图6是示出根据本发明的第二实施例的无功电压控制装置的框图。
具体实施方式
现将详细参照本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中,相同的标号始终指示相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例,以便解释本发明。
根据本发明的实施例,采用快速PI控制策略对供电***的无功电压进行控制,整体控制具有调整速度快,精度高的优点。
此外,本发明进一步考虑到***运行方式的多变性,引入实时***运行短路容量,并根据实时***运行短路容量计算得到新能源场站的实时***运行短路容量比,以此表征***的强弱程度,进一步根据***强弱程度将PI参数进行整体划分,进行分段控制。
在新能源供电***的实际运行中,如果运行方式发生较大变化,会直接以***运行短路容量比的方式反映出来,如此便可结合***运行短路容量比及时对***无功电压控制参数进行实时调整,这使得PI控制参数得到在线修正,保证了整体控制在整个时间维度上均能保证高精度和快速响应速度,与此同时也提高了整体控制算法的适用性,保障了***运行控制的稳定性。
根据本发明的实施例的无功电压控制方法和装置可用于控制诸如风电场的新能源场站的无功电压,但不限于此。下面将结合附图详细描述本发明的优选实施例。
图1是示出根据本发明的第一实施例的无功电压控制方法的流程图,图2是示出根据本发明的第二实施例的无功电压控制方法的流程图,图3是示出根据本发明的第三实施例的无功电压控制方法的流程图,图4是新能源场站的供电***的简化等效电路图。
根据本发明的实施例,无功电压控制方法可包括步骤S110、S120和S130。
在步骤S110,根据***运行短路容量以及新能源场站的额定功率确定***运行短路容量比。
如上所述,如果新能源场站的供电***的运行方式发生较大变化,***运行短路容量比会随之变化,因此,***运行短路容量比可以反映出上述变化,结合***运行短路容量比及时对***无功电压的控制参数(比例积分控制参数)进行实时调整,这使得比例积分(PI)控制参数(这里的PI控制参数包括PI算法或PI控制器的比例项的系数或常数和积分项的系数或常数,下文称为比例系数和积分系数)可以得到在线修正。
***运行短路容量可基于新能源场站的高压侧或低压侧的电气信息量计算得到。本发明的实施例的无功电压控制方法还可包括获取新能源场站的高压侧或低压侧的电气信息量的步骤以及基于电气信息量计算***运行短路容量的步骤。这里的新能源场站可以是风电场站或光伏场站,或者包括风力发电机组和/或光伏发电***的场站。
新能源场站的高压侧或低压侧的电气信息量可通过各种传感器等实时测得。
***运行短路容量比可以通过***运行短路容量除以新能源场站的额定功率得到,但不限于此。
在步骤S120,根据***运行短路容量比所处的范围确定比例积分算法的比例系数和积分系数。具体地,可以在***运行短路容量比在一定范围内变化时,将PI控制参数设置为同一控制参数,即,比例系数不变,积分系数也不变。
在步骤S130,利用基于确定的比例系数和积分系数的比例积分算法进行无功电压控制。具体地,利用基于确定的比例系数和积分系数的比例积分算法进行无功电压控制的步骤可包括:以无功电压目标值与实际无功电压的偏差作为比例积分算法的输入,计算所述新能源场站的无功源的控制指令,并且向所述无功源下发所述控制指令,以使所述无功电压趋近所述无功电压目标值。
这里,以无功电压目标值与实际无功电压的偏差作为比例积分算法的输入,仅仅是示例,还可以以无功功率与实际无功功率的偏差作为比例积分算法的输入,也可以多个变量共同控制。
需要说明的是,本发明的PI算法或PI控制器也可以被视为PID算法或PID控制器,其中,微分系数为零。
获取新能源场站的高压侧或低压侧的电气信息量的步骤可包括:获取不同时刻的电气信息量,具体地,可以获取当前时刻的电气信息量以及上一时刻的电气信息量。在这种情况下,基于电气信息量计算***运行短路容量的步骤可包括:基于获取的当前时刻的电气信息量以及上一时刻的电气信息量计算***运行短路容量SkOSC。
具体地,如图2所示,根据本发明的实施例,无功电压控制方法可包括步骤S210、S220、S230和S240。
在步骤S210,获取当前时刻(例如,k时刻)的电气信息量以及上一时刻(例如,k-1时刻)的电气信息量,作为示例,电气信息量可以包括新能源场站的高压侧或低压侧的有功功率、无功功率和电压等。即,可以获取新能源场站的高压侧或低压侧的在当前时刻(例如,k时刻)的电气信息量以及上一时刻(例如,k-1时刻)的电气信息量。
作为示例,可以根据特定现场通过整定或仿真方式得到***典型OSCR值,从而通过仿真或实际项目调试得到最佳PI控制参数,这里的最佳PI控制参数可以作为初始值或者默认值。
在步骤S220,基于获取的当前时刻的电气信息量以及上一时刻的电气信息量计算***运行短路容量。
下面将结合图4描述如何基于电气信息量以及新能源场站的额定功率确定***运行短路容量比。
具体地,如图4所示,***运行时的等效电势为E=Ex+jEy,***的等效阻抗为Z=R+jX,新能源场站(例如,风电场)主变高压侧的电压幅值为V,有功功率为P,无功功率为Q,***运行短路容量为SOSC。
在k时刻,***的等效电势为Ek=Ekx+jEky,等效阻抗为Zk=Rk+jXk,新能源场站(例如,风电场)主变高压侧的电压幅值为Vk,有功功率为Pk,无功功率为Qk,***运行短路容量为SkOSC。
根据有功功率、无功功率和电压可以计算得到***在k时刻的电流值,具体如下式1所述。
经过整理可以得到下式:
也即,可以得到下式2:
在k-1时刻,***的等效电势为Ek-1=E(k-1)x+jE(k-1)y,等效阻抗为Zk-1=Rk-1+jXk-1,主变高压侧的电压幅值为Vk-1,有功功率为Pk-1,无功功率为Qk-1。
进而可以得到如下式3:
根据***运行特性,k时刻和k-1时刻有如下式成立:
其中,Ekx、Eky、E(k-1)x、E(k-1)y分别为k时刻等效电势的实部、k时刻等效电势的虚部、k-1时刻等效电势的实部、k-1时刻等效电势的虚部,Rk、Xk、Rk-1、Xk-1分别为k时刻***的电阻、k时刻***的电抗、k-1时刻***的电阻、k-1时刻***的电抗,将式(2),式(3),式(4)进行联立,得到式5,进而可对Ekx、Eky、Rk、Xk进行求解,有:
令:
|H|=(-VkQ(k-1)+V(k-1)Qk)2+(VkP(k-1)-V(k-1)Pk)2
|B|=VkV(k-1)(V(k-1)-Vk)(QkQ(k-1)+Q(k-1)Pk)
进而求得:
由此可得在k时刻***运行短路容量为:
由于接入***电压等级一般较高,因此在计算过程中Rk可取0值,那么式(7)式可变化为:
需要说明的是,由于接入***电压等级一般较高,因此在计算过程中Rk可取0值,这是由***特性决定的。在实际应用中,根据实际需求也选取新能源场站高压侧或低压侧电压和电流值进行***运行容量计算。
由于无功电压控制一般对新能源场站高压母线电压进行控制,因此优选计算点为新能源场站高压侧。
在步骤S230,根据***运行短路容量以及新能源场站的额定功率确定***运行短路容量比。
具体地,在k时刻新能源场站的***运行短路容量比为:
Pt=n×Pd (式10)
Pt是新能源场站(例如,风电场站)的额定功率,在场站为风电场站时,pd可以是单个风力发电机组的额定功率,n是风电场的风力发电机组的数量。
在步骤S240,根据***运行短路容量比所处的范围确定比例积分算法的比例系数和积分系数。
在步骤S250,利用基于确定的比例系数和积分系数的比例积分算法进行无功电压控制。具体可如上所述,以无功电压目标值与实际无功电压的偏差作为比例积分算法的输入,计算所述新能源场站的无功源的控制指令,并且向所述无功源下发所述控制指令,以使无功电压趋近所述无功电压目标值。
根据***运行短路容量比所处的范围确定比例积分算法的比例系数和积分系数的步骤(例如,步骤S240)可包括:确定***运行短路容量比是否有效。
作为示例,响应于***运行短路容量比大于预定阈值(例如,下文提及的第三预定值n3),确定***运行短路容量比有效。响应于***运行短路容量比小于等于第三预定值,确定***运行短路容量比无效。
因此,根据***运行短路容量比所处的范围确定比例积分算法的比例系数和积分系数的步骤(例如,步骤S240)可包括响应于***运行短路容量比大于预定阈值(例如,下文提及的第三预定值n3),确定***运行短路容量比有效的步骤。
一般情况下,***运行短路容量比不会小于等于第三预定值。如果出现极端情况,可以保持PI控制参数,通过其他的方式对无功电压进行控制。
根据***运行短路容量比所处的范围确定比例积分算法的比例系数和积分系数的步骤(例如,步骤S240)可包括或者还可包括:当***运行短路容量比处在不同的范围时,确定不同的比例系数和不同的积分系数。
可以在***运行短路容量比在一定范围内变化时,将PI控制参数设置为同一控制参数,即,比例系数不变,积分系数也不变。当***运行短路容量比在另一范围变化时,可以将PI控制参数设置为另一控制参数。
下面将结合图3描述根据PI控制参数所处的范围对PI控制参数进行分段控制的流程图。根据***运行短路容量比所处的范围确定比例积分算法的比例系数和积分系数的步骤(例如,步骤S240)可包括步骤S2401、S2402、S2403和S2404。
如图3所示,在步骤S2401,可以判断***运行短路容量比(OSCR)是否大于第一预定值(n1),如果OSCR大于第一预定值,则可以采用第一组PI参数(或称为PI控制参数),其中,n1可以大于或等于5,可以根据工程应用进行整定,经过实际工程应用,优选推荐值为5。
具体地,当***运行短路容量比大于第一预定值(n1)时,可确定比例积分算法的比例系数和积分系数分别为第一比例系数和第一积分系数。换言之,当***运行短路容量比在大于第一预定值的范围内变化时,可以将比例系数保持为第一比例系数,并且将积分系数保持为第一积分系数。
在步骤S2402,当n1≥OSCR>n2(第二预定值)时,则可以采用第二组PI参数,这里,n1>n2≥3,可以根据工程应用进行整定,经过实际工程应用,n2的优选推荐值为3。
具体地,当***运行短路容量比大于第二预定值(n2)并且小于等于第一预定值(n1)时,可确定比例积分算法的比例系数和积分系数分别为第二比例系数和第二积分系数。
换言之,当***运行短路容量比在大于第二预定值并且小于等于第一预定值的范围内变化时,可以将比例系数保持为第二比例系数,并且将积分系数保持为第二积分系数。
在步骤S2403,当n2≥OSCR>n3(第三预定值),则可以采用第三组PI参数,这里,n3可以大于或等于2,n3可以根据工程应用进行整定,经过实际工程应用,优选推荐值为2。
当***运行短路容量比大于第三预定值(n3)并且小于等于第二预定值(n2)时,可确定比例积分算法的比例系数和积分系数分别为第三比例系数和第三积分系数。
换言之,当***运行短路容量比在第三预定值并且小于等于第二预定值的范围内变化时,可以将比例系数保持为第三比例系数,并且将积分系数保持为第三积分系数。
第一比例系数、第二比例系数、第三比例系数、第一积分系数、第二积分系数和第三积分系数可以是OSCR在对应范围内的最佳PI控制参数,均可被预先确定。
在步骤S2404,当***运行短路容量比小于等于第三预定值n3时,可以保持PI参数不同。
在步骤S250,利用基于确定的比例系数和积分系数的比例积分算法进行无功电压控制,具体地,可以以无功电压目标值与实际无功电压的偏差作为比例积分算法的输入,计算新能源场站的无功源的控制指令,并且向无功源下发控制指令,以使所述无功电压趋近无功电压目标值。
根据本发明的实施例的无功电压控制方法和装置可基于***运行短路容量比(OSCR)所处的范围,分段调整或控制比例积分(PI)控制参数,从而实时调整PI控制参数,提高无功电压的控制精度和调整速度。
目前的无功电压控制多采用固定的控制方式,也即***控制定值参数不能随***的运行方式变化而即时修正,这导致在***运行方式发生变化时,采用固有定值的无功电压控制***不能及时感知***变化,这使得场站在无功电压控制在当前时间断面下控制效果很好,但一旦***运行方式发生变化,整体控制效果便不再理想,而且更为严重的是,***运行方式发生的变化越大,整体控制效果越差,而***运行方式的变化在***中极为常见,这给整体控制在整个时间维度下均满足控制要求带来极大困难,导致无功电压在控制过程和目标上不能达到预期的效果,最终无法从根本上提高电压控制的合格率。
根据本发明的实施例的无功电压控制方法,可以在线实时调整PI控制参数,控制速率、控制精度以及控制效果均优于目前的采样固定控制方式的无功电压控制策略。
图5是示出根据本发明的第一实施例的无功电压控制装置的框图,图6是示出根据本发明的第二实施例的无功电压控制装置的框图。
根据本发明的实施例,无功电压控制装置400可包括***运行短路容量比确定模块410、系数确定模块420和无功电压控制模块430。无功电压控制装置400还可包括检测模块401以及计算模块402。
***运行短路容量比确定模块410可以根据***运行短路容量以及新能源场站的额定功率计算***运行短路容量比。***运行短路容量以及***运行短路容量比的计算方式可如上所述,这里不再赘述。另外,需要说明的是,上述计算***运行短路容量及***运行短路容量比的方式仅仅是示例,本发明不限于此。
系数确定模块420可以确定***运行短路容量比是否有效。如果***运行短路容量比有效,则可以采用分段控制方式进行控制。如果***运行短路容量比无效,则可以保持PI控制参数或者采用其他控制策略。
系数确定模块420可以响应于***运行短路容量比大于预定阈值,确定***运行短路容量比有效。
系数确定模块420可以根据***运行短路容量比所处的范围确定比例积分控制器的比例系数和积分系数,具体地,系数确定模块420可以响应于***运行短路容量比处在不同的范围而确定不同的比例系数和不同的积分系数,也可以响应于***运行短路容量比在某一连续范围内变化,而将PI控制参数保持为不变。
可以实时检测电气信息量,或者从其他模块接收电气信息量。
作为示例,无功电压控制装置400还可包括检测模块401和计算模块402,检测模块401可以获取新能源场站的高压侧或低压侧的电气信息量,计算模块402可以基于电气信息量计算***运行短路容量。检测模块401可以包括各种传感器,计算模块402、系数确定模块420、***运行短路容量比确定模块410均可通过软件和/或硬件实现。
作为示例,检测模块401可以获取当前时刻(例如,k时刻)的电气信息量以及上一时刻(例如,k-1时刻)的电气信息量,计算模块402可以基于获取的当前时刻的电气信息量以及上一时刻的电气信息量计算***运行短路容量。
具体的计算方式如上所述,可以根据新能源场站的高压侧或低压侧的有功功率、无功功率、电压等电气信息量计算***运行短路容量以及***运行短路容量比。
系数确定模块420可以响应于***运行短路容量比大于第一预定值,确定比例积分控制器的比例系数和积分系数分别为第一比例系数和第一积分系数。也即,如果OSCR大于第一预定值,则系数确定模块420可以采用第一组PI参数。换言之,当***运行短路容量比在大于第一预定值的范围内变化时,系数确定模块420可以将比例系数保持为第一比例系数,并且将积分系数保持为第一积分系数。
系数确定模块420可以响应于***运行短路容量比大于第二预定值并且小于等于第一预定值,确定比例积分控制器的比例系数和积分系数分别为第二比例系数和第二积分系数。
也就是说,当n1≥OSCR>n2(第二预定值)时,则系数确定模块420可以采用第二组PI参数。即,当***运行短路容量比在大于第二预定值并且小于等于第一预定值的范围内变化时,系数确定模块420可以将比例系数保持为第二比例系数,并且将积分系数保持为第二积分系数。
系数确定模块420可以响应于***运行短路容量比大于第三预定值并且小于等于第二预定值,确定比例积分控制器的比例系数和积分系数分别为第三比例系数和第三积分系数。
也就是说,如果n2≥OSCR>n3(第三预定值),则系数确定模块420可以采用第三组PI参数。即,当***运行短路容量比在第三预定值并且小于等于第二预定值的范围内变化时,系数确定模块420可以将比例系数保持为第三比例系数,并且将积分系数保持为第三积分系数。
无功电压控制模块430可以利用基于确定的比例系数和积分系数的比例积分控制器进行无功电压控制,这里的比例积分控制器控制器无功电压控制模块430的一部分。
具体地,无功电压控制模块430可以以无功电压目标值与实际无功电压的偏差作为比例积分算法的输入,计算新能源场站的无功源的控制指令,并且向无功源下发所述控制指令,以使无功电压趋近无功电压目标值。
上述步骤的各个操作可被编写为软件程序或指令,因此,根据本发明的示例性实施例的前馈控制方法可经由软件实现,本发明的示例性实施例的计算机可读存储介质可存储有计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述示例性实施例所述的无功电压控制方法。
根据本公开的各个实施例,装置(例如模块或它们的功能)或方法可以通过存储在计算机可读存储介质中的程序或指令来实现。在该指令被处理器执行的情况下,处理器可以执行对应于该指令的功能或执行对应于该指令的方法。模块的至少一部分可以由处理器实现(例如,执行)。编程模块的至少一部分可以包括用于执行至少一个功能的模块、程序、例程、指令集和过程。在一个示例中,指令或软件包括由一个或更多个处理器或计算机直接执行的机器代码(诸如,由编译器产生的机器代码)。在另一示例中,指令或软件包括由一个或更多个处理器或计算机使用解释器执行的更高级代码。可基于附图中示出的框图和流程图以及说明书中的相应描述使用任何编程语言来编写指令或软件。
计算机可读存储介质包括诸如软盘和磁带的磁介质、光介质(包括光盘(CD)ROM和DVD ROM)、诸如软式光盘的磁光介质、设计用于存储和执行程序命令的诸如ROM、RAM的硬件装置以及闪速存储器。所述程序命令包括由计算机使用解释器可执行的语言代码以及由编译器产生的机器语言代码。上述的硬件装置可以通过用于执行本公开的各个实施例的操作的一个或更多个软件模块来实现。
本公开的模块或编程模块可以包括在省略一些部件或添加其它部件的情况下前述部件中的至少一个。所述模块、编程模块或者其它部件的操作可以顺序执行、并行执行、循环执行或试探执行。此外,一些操作可以以不同的顺序执行、可被省略或用其他操作进行扩展。
本发明的示例性实施例的计算机可读存储介质和/或无功电压控制装置可以是计算装置、控制器或控制***的一部分。
例如,根据本发明的示例性实施例可提供一种计算装置,该计算装置可包括:处理器(未示出)和存储器(未示出,可以是计算机可读存储介质),其中,存储器存储有计算机程序(代码或指令),当所述计算机程序被处理器执行时,实现如上述示例性实施例所述的无功电压控制方法。
根据本发明的实施例的无功电压控制方法和无功电压控制装置,可以在线实时调整PI控制参数,提高了无功电压控制的控制速率、控制精度等。
虽然已表示和描述了本发明的一些示例性实施例,但本领域技术人员应该理解,在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下,可以对这些实施例进行修改,例如,可以将不同实施例的技术特征进行组合。
Claims (10)
1.一种无功电压控制方法,其特征在于,包括:
根据***运行短路容量与新能源场站的额定功率的比值确定***运行短路容量比;
根据所述***运行短路容量比所处的范围确定比例积分算法的比例系数和积分系数;
利用基于确定的比例系数和积分系数的比例积分算法进行无功电压控制,
其中,所述***运行短路容量为所述新能源场站的***在运行时的短路容量,
其中,所述***运行短路容量比为所述***的运行短路比,
其中,根据所述***运行短路容量比所处的范围确定比例积分算法的比例系数和积分系数的步骤包括:
当所述***运行短路容量比大于第一预定值时,确定比例积分算法的比例系数和积分系数分别为第一比例系数和第一积分系数,
当所述***运行短路容量比大于第二预定值并且小于等于第一预定值时,确定比例积分算法的比例系数和积分系数分别为第二比例系数和第二积分系数,
当所述***运行短路容量比大于第三预定值并且小于等于第二预定值时,确定比例积分算法的比例系数和积分系数分别为第三比例系数和第三积分系数,
其中,所述第一预定值大于所述第二预定值,所述第二预定值大于所述第三预定值,所述第二预定值为3。
2.根据权利要求1所述的无功电压控制方法,其特征在于,还包括:
获取新能源场站的高压侧或低压侧的电气信息量;
基于所述电气信息量计算所述***运行短路容量。
3.根据权利要求2所述的无功电压控制方法,其特征在于,
获取新能源场站的高压侧或低压侧的电气信息量的步骤包括:获取新能源场站的高压侧或低压侧的在当前时刻的电气信息量以及上一时刻的电气信息量,所述电气信息量包括有功功率、无功功率和电压;
基于所述电气信息量计算***运行短路容量的步骤包括:基于获取的当前时刻的电气信息量以及上一时刻的电气信息量计算***运行短路容量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的无功电压控制方法,其特征在于,根据所述***运行短路容量比所处的范围确定比例积分算法的比例系数和积分系数的步骤还包括:响应于所述***运行短路容量比大于预定阈值,确定所述***运行短路容量比有效。
5.根据权利要求1所述的无功电压控制方法,其特征在于,利用基于确定的比例系数和积分系数的比例积分算法进行无功电压控制的步骤包括:以无功电压目标值与实际无功电压的偏差作为比例积分算法的输入,计算所述新能源场站的无功源的控制指令,并且向所述无功源下发所述控制指令,以使所述无功电压趋近所述无功电压目标值。
6.一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代码,当所述指令或代码由处理器执行时实现根据权利要求1至5中的任一项所述的无功电压控制方法。
7.一种无功电压控制装置,其特征在于,包括:
***运行短路容量比确定模块,被配置为根据***运行短路容量与新能源场站的额定功率的比值计算***运行短路容量比;
系数确定模块,被配置为根据所述***运行短路容量比所处的范围确定比例积分控制器的比例系数和积分系数;
无功电压控制模块,被配置为利用基于确定的比例系数和积分系数的比例积分控制器进行无功电压控制,
其中,所述***运行短路容量为所述新能源场站的***在运行时的短路容量,
其中,所述***运行短路容量比为所述***的运行短路比,
其中,所述系数确定模块被进一步配置为:
响应于所述***运行短路容量比大于第一预定值,确定比例积分控制器的比例系数和积分系数分别为第一比例系数和第一积分系数;
响应于所述***运行短路容量比大于第二预定值并且小于等于第一预定值,确定比例积分控制器的比例系数和积分系数分别为第二比例系数和第二积分系数;
响应于所述***运行短路容量比大于第三预定值并且小于等于第二预定值,确定比例积分控制器的比例系数和积分系数分别为第三比例系数和第三积分系数,
其中,所述第一预定值大于所述第二预定值,所述第二预定值大于所述第三预定值,所述第二预定值为3。
8.根据权利要求7所述的无功电压控制装置,其特征在于,还包括:
检测模块,被配置为获取新能源场站的高压侧或低压侧的电气信息量;
计算模块,被配置为基于所述电气信息量计算所述***运行短路容量。
9.根据权利要求7或8所述的无功电压控制装置,其特征在于,所述系数确定模块被进一步配置为:响应于所述***运行短路容量比大于预定阈值,确定所述***运行短路容量比有效。
10.一种计算装置,其特征在于,包括:计算机可读存储介质以及处理器,所述计算机可读存储介质存储有指令或代码,当所述指令或代码由所述处理器执行时实现根据权利要求1至5中任一项所述的无功电压控制方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011447722.3A CN113315164B (zh) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | 无功电压控制方法和装置、介质以及计算装置 |
PCT/CN2021/120139 WO2022121446A1 (zh) | 2020-12-09 | 2021-09-24 | 控制***、无功电压控制方法和装置、介质以及计算装置 |
AU2021394197A AU2021394197A1 (en) | 2020-12-09 | 2021-09-24 | Control system, reactive voltage control method and device, medium, and calculation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011447722.3A CN113315164B (zh) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | 无功电压控制方法和装置、介质以及计算装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113315164A CN113315164A (zh) | 2021-08-27 |
CN113315164B true CN113315164B (zh) | 2023-03-03 |
Family
ID=77370854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011447722.3A Active CN113315164B (zh) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | 无功电压控制方法和装置、介质以及计算装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113315164B (zh) |
AU (1) | AU2021394197A1 (zh) |
WO (1) | WO2022121446A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113315164B (zh) * | 2020-12-09 | 2023-03-03 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 无功电压控制方法和装置、介质以及计算装置 |
CN113922412B (zh) * | 2021-09-09 | 2023-10-20 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种新能源多场站短路比全景化评估方法、***、存储介质及计算设备 |
CN115117891B (zh) * | 2022-07-11 | 2023-09-29 | 华能澜沧江水电股份有限公司 | 一种水电厂电压控制方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103346577A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-10-09 | 国家电网公司 | 降低风电场功率损耗的风电场avc无功控制***及方法 |
CN104779644A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-07-15 | 北京天源科创风电技术有限责任公司 | 一种风电场并网稳定性评估方法 |
CN107658890A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-02-02 | 国网湖南省电力公司 | 变电站混合无功补偿***的statcom参考电压确定及控制方法 |
JP2018196182A (ja) * | 2017-05-12 | 2018-12-06 | 富士電機株式会社 | 制御装置及び無効電力補償装置 |
CN109638872A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-04-16 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 场控级电网控制方法、装置、***及其存储介质 |
CN110176790A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-27 | 王阳 | 具有快速频率响应的新能源发电站的功率控制方法和*** |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1414679A (zh) * | 2002-09-27 | 2003-04-30 | 艾默生网络能源有限公司 | 无功补偿装置的控制方法及装置 |
US11619206B2 (en) * | 2016-06-21 | 2023-04-04 | General Electric Company | System and method for controlling a power generating unit |
CN108183490B (zh) * | 2016-12-08 | 2020-11-10 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 无功补偿装置的控制增益调节方法、装置和*** |
CN110970915B (zh) * | 2018-09-28 | 2022-07-08 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 风力发电机组的并网电压的控制方法和设备 |
CN109687516A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-26 | 阳光电源股份有限公司 | 电站控制方法、控制器以及电站*** |
CN110649632B (zh) * | 2019-09-25 | 2021-02-26 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种高强励倍数磁控高压并联电抗器的控制方法和装置 |
CN113315164B (zh) * | 2020-12-09 | 2023-03-03 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 无功电压控制方法和装置、介质以及计算装置 |
-
2020
- 2020-12-09 CN CN202011447722.3A patent/CN113315164B/zh active Active
-
2021
- 2021-09-24 AU AU2021394197A patent/AU2021394197A1/en active Pending
- 2021-09-24 WO PCT/CN2021/120139 patent/WO2022121446A1/zh active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103346577A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-10-09 | 国家电网公司 | 降低风电场功率损耗的风电场avc无功控制***及方法 |
CN104779644A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-07-15 | 北京天源科创风电技术有限责任公司 | 一种风电场并网稳定性评估方法 |
JP2018196182A (ja) * | 2017-05-12 | 2018-12-06 | 富士電機株式会社 | 制御装置及び無効電力補償装置 |
CN107658890A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-02-02 | 国网湖南省电力公司 | 变电站混合无功补偿***的statcom参考电压确定及控制方法 |
CN109638872A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-04-16 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 场控级电网控制方法、装置、***及其存储介质 |
CN110176790A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-27 | 王阳 | 具有快速频率响应的新能源发电站的功率控制方法和*** |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
分布式光伏并网电压和功率因数协调控制策略;赵伟然等;《电力工程技术》;20171128(第06期);26-32 * |
应用于配电网的STATCOM电压与无功功率综合控制方法;刘国辉;《电气技术》;20170215(第02期);70-73 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022121446A1 (zh) | 2022-06-16 |
CN113315164A (zh) | 2021-08-27 |
AU2021394197A1 (en) | 2023-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113315164B (zh) | 无功电压控制方法和装置、介质以及计算装置 | |
Jiang et al. | MPC-based frequency control with demand-side participation: A case study in an isolated wind-aluminum power system | |
CN113890056A (zh) | 适用于风储联合调频***的功率优化分配控制方法及*** | |
CN108879721B (zh) | 一种基于风电消纳的频率控制方法 | |
CN111245032B (zh) | 一种计及风电场集电线路降损优化的电压预测控制方法 | |
CN111478360A (zh) | 含光伏接入的配电网集中-就地综合电压控制方法和装置 | |
CN111478344B (zh) | 一种能源微网负荷频率控制方法、***及相关产品 | |
CN113890016B (zh) | 数据驱动的配电网多时间尺度电压协调控制方法 | |
Alhato et al. | Thermal exchange optimization based control of a doubly fed induction generator in wind energy conversion systems | |
Roy et al. | A robust nonlinear backstepping control scheme for hybrid AC/DC microgrids to improve dynamic stability against external disturbances | |
CN111651878B (zh) | 计及态势评估的大电网静态电压稳定优化决策方法及*** | |
CN115663849B (zh) | 一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法及控制器 | |
CN105207220B (zh) | 一种基于渐进学习的分级电压调控方法 | |
CN116054171A (zh) | 一种风光储直流微网电压自适应控制方法及装置 | |
CN114614490A (zh) | 无功电压控制方法和装置、介质以及计算装置 | |
CN113922384A (zh) | 一种风电场分散式无功电压优化协调控制方法 | |
Xu et al. | Design of three-stage start-up optimal strategy based on fuzzy fractional-order proportion integration differentiation controller of pumped storage unit under low water head | |
CN114123355B (zh) | 基于台区智能终端的光伏高渗透率下电压控制方法和*** | |
CN113949096B (zh) | 一种基于反推模型预测控制的储能***控制器设计方法 | |
CN112968480B (zh) | 基于机组负荷响应能力的风火电联合优化调度方法及*** | |
Cai et al. | Reinforcement learning-assisted controller parameterization based on improving oscillatory stability in converter-dominant power system | |
CN113090453B (zh) | 风力发电机组的控制方法、装置和风力发电机组 | |
Jianjie et al. | Parameter Identification of Energy Storage Grid-Connected Converters Based on DEPSO and Fuzzy Control | |
CN117856356A (zh) | 一种新能源与储能汇聚接入电网的一次调频***及方法 | |
CN115693760A (zh) | 一种风光储联合电站的功率控制方法、装置和电子设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20220829 Address after: 100176 19 Kangding street, Beijing economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing Applicant after: Beijing Goldwind Science & Creation Windpower Equipment Co.,Ltd. Address before: 830026 No. 107, Shanghai Road, Urumqi economic and Technological Development Zone, the Xinjiang Uygur Autonomous Region Applicant before: XINJIANG GOLDWIND SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |