一种AVC无功小负荷分配方法和系统与流程

一种avc无功小负荷分配方法和系统
技术领域
1.本发明属于风电厂监控自动化领域，尤其是一种avc无功小负荷分配方法和系统。


背景技术：

2.由于风力发电的间歇性与不确定性等特点，为了提高电网电能质量，保障电网运行安全性、稳定性，需要在风电场配置自动电压控制(avc)系统。avc依据接收到的站内高压侧母线电压目标值，通过无功控制算法得到当前可调设备(风机群、svg、svc等)的目标无功，然后通过无功闭环控制实现受控电压的调节。
3.avc无功分配策略主要有按调节容量分配、按调节裕度分配、等功率因数分配和平均分配等，但当avc系统接收的电站高压侧母线电压目标值变化幅值较小时，系统计算出的全站无功调节指令也较小，全站无功指令增量分布于多台风电机组，可能使风电机组的无功分配增量小于自身的无功调节死区而不执行无功调节，导致全站无功调节指令无法快速准确响应，最终造成avc调节不合格，avc无法达到控制目标，控制品质下降。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提出一种avc无功小负荷分配方法和系统，可以保证风机群正确执行无功小负荷调节指令而不受风电机组无功调节死区影响，能够有效提高风电场avc系统的控制品质。
5.本发明的技术方案具体如下：
6.一种avc无功小负荷分配方法，包括如下步骤：
7.步骤(1)通过avc系统下发的全站无功调节指令与预先设定的无功小负荷分配门槛值进行比较，判断是否执行风机群无功小负荷分配策略；
8.步骤(2)若执行风机群无功小负荷分配，依据站内风机群内各台风电机组状态信号反馈，判断相应机组是否参与无功小负荷分配；
9.步骤(3)依据参与小负荷分配的各风电机组当前工况，进行无功小负荷分配，使得各风电机组无功出力不受机组无功调节死区影响，正确响应无功调节指令最终达到调节无功出力。
10.进一步地，步骤(1)中，满足式(1)式时，执行非小负荷分配策略，否则执行小负荷分配策略：
11.|δq|＞q
set
ꢀꢀꢀ
(1)
12.δq-全站无功调节指令增量；
13.q
set-无功小负荷分配门槛值
14.进一步地，风电组状态信号反馈具体是反馈风机群内风机是否处于非正常并网运行状态。
15.进一步地，步骤(2)中，首先定义风机群内n台风机的集合f(n)：
16.f(n)＝{f1，f2...fn}
ꢀꢀꢀ
(2)
17.设风机群内有m台风机处于非正常并网运行状态，得到f(n)的非可调风机子集f(m)和可参与分配的可调风机子集f(n-m)：
[0018][0019][0020]
进一步地，步骤(3)中，设无功指令增时无功可调风机中有r台无功增闭锁或无功指令减时无功可调风机中有r台无功减闭锁，得到无功增闭锁或减闭锁的风机子集f(r)和单次增无功或减无功方向实际可参与分配的风机子集f(n-m-r)：
[0021][0022][0023]
将子集f(n-m-r)中的风机按无功可调裕度qy大小降幂排列，无功可调裕度相等的风机前后随机排列，得到集合：
[0024]
f(a)＝{f
a1
，f
a2
...f
a(n-m-r)
}
ꢀꢀꢀ
(7)
[0025]
qy(f
a1
)≥qy(f
a2
)≥...≥qy(f
a(n-m-r)
)
ꢀꢀꢀ
(8)
[0026]
其中，qy(f
ai
)表示风机f
ai
的无功可调裕度。
[0027]
此时，按f(a)中机组无功可调裕度进行无功分配，满足式(9)时，将指令δq分配给风机f
a1
：
[0028]
|δq|＜qy(f
a1
)
ꢀꢀꢀ
(9)
[0029]
满足式(10)时，将指令δq按无功可调裕度比例分配给对应风机f
a1
...f
a(i 1)
：
[0030][0031]
本发明还涉及的一种avc无功小负荷分配系统，包括采集器和处理器，采集器采集器由风机监控系统采集到的各风机运行状态及数据，处理器接收采集器的数据信息，将预先设定的无功小负荷分配门槛值进行比较，判断是否执行风机群无功小负荷分配策略；依据站内风机群内各台风电机组状态信号反馈，判断相应机组是否参与无功小负荷分配；依据参与小负荷分配的各风电机组当前工况，进行无功小负荷分配，按上述的方法进行，使得各风电机组无功出力不受机组无功调节死区影响，正确响应无功调节指令最终达到调节无功出力。
[0032]
本发明还涉及的一种电子设备，包括存储器、处理器以及在存储器上，并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
[0033]
本发明还涉及的一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如上述方法的步骤。
[0034]
与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：
[0035]
本发明依据参与小负荷分配的各风电机组当前工况，设计无功小负荷分配策略，
可以保证风机群正确执行无功小负荷调节指令而不受风电机组无功调节死区影响，最终达到无功调节目标，提高avc控制品质，以解决目前avc在电压调节量较小时无法调节到位的问题。
附图说明
[0036]
图1是执行实施例方法的流程图；
[0037]
图2是本发明的系统的框图。
具体实施方式
[0038]
下面将结合本技术实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0039]
除非另外定义，本技术实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
[0040]
如图1所示，本实施例的基于风机群优化avc无功小负荷分配方法，实施的平台为风电场风机群监控系统及avc子站，包括下列步骤：
[0041]
步骤(1)根据具体的风机群监控系统及avc子站的要求进行控制策略逻辑设计。
[0042]
通过风电场自动电压控制(avc)系统下发的全站无功调节指令与预先设定的无功小负荷分配门槛值进行比较，判断是否执行风机群无功小负荷分配策略；
[0043]
满足式(1)式时，执行非小负荷分配策略，否则执行小负荷分配策略：
[0044]
|δq|＞q
set
ꢀꢀꢀ
(1)
[0045]
δq-全站无功调节指令增量；
[0046]
qset-无功小负荷分配门槛值；
[0047]
步骤(2)若执行风机群无功小负荷分配，依据站内风机群内各台风电机组状态信号反馈，反馈风机群内风机是否处于非正常并网运行状态，判断相应机组是否参与无功小负荷分配：
[0048]
首先定义风机群内n台风机的集合f(n)：
[0049]
f(n)＝{f1，f2...fn}
ꢀꢀꢀ
(2)
[0050]
假设风机群内有m台风机处于脱网、检修、故障等非正常并网运行状态，得到f(n)的非可调风机子集f(m)和可参与分配的可调风机子集f(n-m)：
[0051][0052][0053]
步骤(3)依据参与小负荷分配的各风电机组当前工况，设计无功小负荷分配策略，以保证各风电机组无功出力不受机组无功调节死区影响，正确响应无功调节指令最终达到调节无功出力的目标。
[0054]
假设无功指令增时无功可调风机中有r台无功增闭锁(或无功指令减时无功可调风机中有r台无功减闭锁)，得到无功增闭锁(或减闭锁)的风机子集f(r)和单次增无功(或减无功)方向实际可参与分配的风机子集f(n-m-r)：
[0055][0056][0057]
将子集f(n-m-r)中的风机按无功可调裕度qy大小降幂排列(无功可调裕度相等的风机前后随机排列)，得到集合：
[0058]
f(a)＝{f
a1
，f
a2
...f
a(n-m-r）
}
ꢀꢀꢀ
(7)
[0059]
qy(f
a1
)≥qy(f
a2
)≥...≥qy(f
a(n-m-r)
)
ꢀꢀꢀ
(8)
[0060]
其中，qy(f
ai
)表示风机f
ai
的无功可调裕度。
[0061]
此时，可按f(a)中机组无功可调裕度进行无功分配。满足式(9)时，将指令δq分配给风机f
a1
；满足式(10)时，将指令δq按无功可调裕度比例分配给对应风机f
a1
...f
a(i 1)
。
[0062]
|δq|＜qy(f
a1
)
ꢀꢀꢀ
(9)
[0063]
满足式(10)时，将指令δq按无功可调裕度比例分配给对应风机f
a1
...f
a(i 1)
；
[0064][0065]
如图2所示，本实施例的系统包括采集器、处理器、存储器、显示器和输入端，采集器由风机监控系统采集到的各风机运行状态及数据，处理器接收采集器的数据信息，将预先设定的无功小负荷分配门槛值进行比较，判断是否执行风机群无功小负荷分配策略；依据站内风机群内各台风电机组状态信号反馈，判断相应机组是否参与无功小负荷分配；依据参与小负荷分配的各风电机组当前工况，进行无功小负荷分配，按上述的方法进行，使得各风电机组无功出力不受机组无功调节死区影响，正确响应无功调节指令最终达到调节无功出力。
[0066]
存储器存储相应的信息，显示器和输入端可以是现有的带显示屏或者触屏。
[0067]
需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。
[0068]
这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
[0069]
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(digital signalprocessing，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
[0070]
可选的，本技术实施例还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上述所示实施例的方法。
[0071]
可选的，本技术实施例还提供一种运行指令的芯片，所述芯片用于执行上述所示实施例的方法。
[0072]
本技术实施例还提供一种程序产品，所述程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在存储介质中，至少一个处理器可以从所述存储介质读取所述计算机程序，所述至少一个处理器执行所述计算机程序时可实现上述实施例的方法。
[0073]
可以理解的是，在本技术的实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术的实施例的实施过程构成任何限定。
[0074]
进行控制策略方案实施后的优化调整与试运行，试运行中各控制逻辑动作均正确，调节效果达标后可正式投入运行。
[0075]
本实施例的具体应用如下：
[0076]
针对某风电厂，本实例的基于风机群优化avc无功小负荷分配方法，按以下进行：
[0077]
步骤(1)设定小负荷分配门槛值q
set
＝0.5mvar。该风电场一风机群内有10台双馈风机{f1，f2...f
10
}，单机最大无功输出为
±
0.5mvar，由风机监控系统采集到的各风机运行状态及数据上送avc系统，其中风机f1、f5、f
10
处于非正常运行状态，为无功不可调机组；
[0078]
步骤(2)avc系统处理器响应被控母线电压增指令而计算出的全站无功分配值为δq＝0.4mvar，avc系统处理器判断执行小负荷分配策略；
[0079]
由运行数据得风机f2、f3、f4处于增磁闭锁状态不参与无功分配，无功可调机组f7、f8、f9无功可调裕度分别为qy(f7)＝0.3mvar，qy(f8)＝0.6mvar，qy(f9)＝0.2mvar，则按无功可调裕度排列得风机子集{f8，f7，f9}，由于|δq|＜qy(f8)，将δq分配至风机f8。
[0080]
步骤(3)avc系统处理器响应被控母线电压减指令而计算出的全站无功分配值为δq＝-0.3mvar，avc系统处理器判断执行小负荷分配策略；
[0081]
由运行数据得风机f7、f8、f9处于减磁闭锁状态不参与无功分配，无功可调机组f3、f4、f5无功可调裕度分别为qy(f2)＝0.2mvar，qy(f3)＝0.2mvar，qy(f4)＝0.1mvar，则按无功可调裕度排列得风机子集{f2，f3，f4}；
[0082]
由于qy(f2)＜|δq|＜qy(f2) qy(f3)，将δq按可调裕度比例分配至风机f2和f3，风机f2分配值为-0.15mvar，风机f3分配值为-0.15mvar。
[0083]
可见，本实施例的方法可以保证风机群正确执行无功小负荷调节指令而不受风电机组无功调节死区影响，以解决目前avc在电压调节量较小时无法调节到位的问题。
[0084]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。