(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 103166226 A
(43)申请公布日 2013.06.19
(21)申请号 CN201310114173.1
(22)申请日 2013.03.29
(71)申请人 华北电力大学(保定);山西省电力公司运城供电分公司
    地址 071003 河北省保定市永华北大街619号
(72)发明人 薛金明 王旭斌 李涛 信鹏飞 李家明 潘永忠 陈建杰
(74)专利代理机构 北京众合诚成知识产权代理有限公司
新能源
    代理人 黄家俊
(51)Int.CI
      H02J3/12
      H02J3/18
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      一种新能源发电的电网电压无功复合协调控制系统及方法
(57)摘要
      本发明属于电气工程中的风电、光伏等新能源发电并网运行的电压无功控制技术领域，特别涉及一种新能源发电的电网电压无功复合协调控制系统及方法。本发明将静止型动态无功发生器、动态电压恢复器与现有的变电站电压无功综合控制装置相结合构成了动态电压无功控制系统，利用电压无功最优运行状态与电容器组和有载调压变压器分接头的单位调节变化量，把电压无功平面分割成十六个控制区，各个区域对应相应的控制策略。本发明通过对动态电压无功控制系统的协调控制，抑制了风电、光伏间歇式发电引起的电网电压无功频繁波动，改善了电网电压无功综合控制水平，便于实际工程应用，为智能电网中新能源并网发电运行的电压无功综合控制提供了关键技术支撑。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种新能源发电的电网电压无功复合协调控制系统，其特征在于，该系            统由有载调压变压器（2）、电容器组（3）、静止型动态无功发生器（4）、动态            电压恢复器（5）、第一功率放大单元（6）、第二功率放大单元（7）、第三功率            放大单元（8）、第四功率放大单元（9）及电压无功复合协调控制器（1）组成；            其中，           
所述电压无功复合协调控制器（1）通过第一功率放大单元（6）与有载调            压变压器（2）相连；           
所述电压无功复合协调控制器（1）通过第二功率放大单元（7）与电容器            组（3）相
连；           
所述电压无功复合协调控制器（1）通过第三功率放大单元（8）与静止型            动态无功发生器（4）相连；           
所述电压无功复合协调控制器（1）通过第四功率放大单元（9）与动态电            压恢复器（5）相连；           
所述有载调压变压器（2）与动态电压恢复器（5）串联；           
所述电容器组（3）和静止型动态无功发生器（4）并联后分别与有载调压            变压器（2）和动态电压恢复器（5）相连；           
所述第一功率放大单元（6）、第二功率放大单元（7）、第三功率放大单元            （8）和第四功率放大单元（9）用来将电压无功复合协调控制器（1）发出动作            指令的弱电信号转换为强电信号分配给各装置。           
2.一种新能源发电的电网电压无功复合协调控制方法，其特征在于，该方            法包括以下步骤：           
步骤1：电压无功复合协调控制器（1）进行初始化，初始化后接收采集到的                            信息；           
步骤2：电压无功复合协调控制器（1）根据变电站低压侧母线电压U<sup>(0)</sup>与高            压侧注入的的无功功率Q<sup>(0)</sup>，判定当前系统的电压无功运行状态处于十六区图分            区中所处区域；           
步骤3：电压无功复合协调控制器（1）根据当前系统的电压无功运行状态所            处区域，根据采集到的信息和十六区图控制策略中该区域对应的控制策略分别            向有载调压变压器（2）、电容器组（3）、静止型动态无功发生器（4）和动态电            压恢复器（5）发送指令；           
步骤4：有载调压变压器（2）、电容器组（3）、静止型动态无功发生器（4）            和动态电压恢复器（5）在接收电压无功复合协调控制器（1）发送的指令之后，            进行相应动作实现动态的电压无功复合协调控制。           
3.根据权利要求2所述一种新能源发电的电网电压无功复合协调控制方法，            其特征在
于，步骤1中所述信息包括变电站低压侧母线电压U<sup>(0)</sup>；高压侧注入的            无功功率Q<sup>(0)</sup>；当日有载调压变压器（2）的分接头动作次数N；可投入电容器            组的组数F<sub>in</sub>，可切除电容器组的组数F<sub>out</sub>；有载调压变压器（2）的分接头当前            档位k。           
4.根据权利要求3所述的一种新能源发电的电网电压无功复合协调控制方            法，其特征在于，步骤2中所述十六区图具体分区方式如下：           
一区：区域特征<maths><math><mrow><mfenced><mtable><mtr><mtd><mi>Q</mi><mo>≤</mo><msub><mi>Q</mi><mi>O</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>ΔQ</mi><mi>q</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>U</mi><mo>≥</mo><msub><mi>U</mi><mi>O</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>ΔU</mi><mi>u</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>;</mo></mrow></math></maths>
二区：区域特征<maths><math><mrow><mfenced><mtable><mtr><mtd><msub><mi>Q</mi><mi>O</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>ΔQ</mi><mi>q</mi></msub><mo><</mo><mi>Q</mi><mo>≤</mo><msub><mi>Q</mi><mi>O</mi></msub></mtd></
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三区：区域特征<maths><math><mrow><mfenced><mtable><mtr><mtd><msub><mi>Q</mi><mi>O</mi></msub><mo><</mo><mi>Q</mi><mo><</mo><msub><mi>Q</mi><mi>O</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>ΔQ</mi><mi>q</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>U</mi><mo>≥</mo><msub><mi>U</mi><mi>O</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>ΔU</mi><mi>u</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>;</mo></mrow></math></maths>
四区：区域特征<maths><math><mrow><mfenced><mtable><mtr><mtd><mi>Q</mi><mo>≥</mo><msub><mi>Q</mi><mi>O</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>ΔQ</mi><mi>q</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>U</mi><mo>≥</mo><msub><mi>U</mi><mi>O</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>ΔU</mi><mi>u</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>;</mo></mrow></math></maths>
五区：区域特征<maths><math><mrow><mfenced><mtable><mtr><mtd><mi>Q</mi><mo>≤</mo><msub><mi>Q</mi><mi>O</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>ΔQ</mi><mi>q</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mi>O</mi></msub><mo>≤</mo><mi>U</mi><mo><</mo><msub><mi>U</mi><mi>O</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>ΔU</mi><mi>u</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>;</mo></mrow></math></maths>
六区：区域特征<maths><math><mrow><mfenced><mtable><mtr><mtd><msub><mi>Q</mi><mi>O</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>ΔQ</mi><mi>q</mi></msub><mo><</mo><mi>Q</mi><mo>≤</mo><msub><mi>Q</mi><mi>O</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mi>O</mi></msub><mo>≤</mo><mi>U</mi><mo><</mo><msub><mi>U</mi><mi>O</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>ΔU</mi><mi>u</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>;</mo></mrow></math></maths>
七区：区域特征<maths><math><mrow><mfenced><mtable><mtr><mtd><msub><mi>Q</
mi><mi>O</mi></msub><mo><</mo><mi>Q</mi><mo><</mo><msub><mi>Q</mi><mi>O</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>ΔQ</mi><mi>q</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mi>O</mi></msub><mo><</mo><mi>U</mi><mo><</mo><msub><mi>U</mi><mi>O</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>ΔU</mi><mi>u</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>;</mo></mrow></math></maths>