一种海上风电场的无功补偿配置方法及其装置与流程

专利2025-06-07  26


本技术涉及无功补偿领域,尤其涉及一种海上风电场的无功补偿配置方法及其装置。


背景技术:

1、目前,近海海上风电接入的主要形式为海上风场升压后经由交流海缆接入岸上220kv变电站,与架空线相比,交流海缆充电功率大,工频过电压问题更为突出。随着海上风场离岸距离拉长,海缆长度不断增加,导致风场接入系统的充电功率大量盈余,无功无法实现就地平衡,工频过电压问题严重威胁设备安全运行,对海上风场接入系统进行无功补偿配置是一个亟待解决的问题。


技术实现思路

1、本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、本技术第一方面实施例提出了一种海上风电场的无功补偿配置方法,包括:获取海上风电场系统中第一高压电抗器、第二高压电抗器与低压电抗器三者一共对应的电抗总补偿容量,其中,在海上风电场系统中,第一海缆为位于风电机组至海上升压变压器段的海缆,第二海缆为位于海上升压变压器至陆地集控中心的海缆,第一高压电抗器和第二高压电抗器分别并联在第二海缆的首尾两端;获取海上风电场系统中动态无功补偿装置svg对应的svg补偿容量,其中,低压电抗器与svg并联设置在陆上集控中心处;根据预设比例,确定第一高压电抗器与第二高压电抗器两者共同的高压电抗器总补偿容量,并将电抗总补偿容量与高压电抗器总补偿容量的差值作为低压电抗器补偿容量,预设比例为高压电抗器补偿容量占第二海缆对应的第二充电功率的比例;确定第一高压电抗器对应的第一高压电抗器补偿容量的补偿容量区间;基于补偿容量区间设置第一高压电抗器补偿容量,并将高压电抗器总补偿容量与第一高压电抗器补偿容量之差作为第二高压电抗器对应的第二高压电抗器补偿容量。

3、根据本技术的一个实施例,获取海上风电场系统中第一高压电抗器、第二高压电抗器与低压电抗器三者一共对应的电抗总补偿容量,包括:获取第一海缆对应的第一充电功率与第一无功损耗;获取第二海缆对应的第二充电功率与第二无功损耗;获取海上升压变压器对应的变压器无功损耗;根据第一充电功率、第一无功损耗、第二充电功率、第二无功损耗和变压器无功损耗获取电抗总补偿容量。

4、根据本技术的一个实施例,获取海上风电场系统中动态无功补偿装置svg对应的svg补偿容量,包括:获取第一充电功率与第二充电功率的和值;将和值与电抗总补偿容量的差值作为svg补偿容量。

5、根据本技术的一个实施例,第一高压电抗器和第二高压电抗器采用双端补偿方式;低压电抗器与svg采用单端补偿方式。

6、根据本技术的一个实施例,确定第一高压电抗器对应的第一高压电抗器补偿容量的补偿容量区间,包括:获取第二海缆在不超过最大载流量的情况下所能通过的最大无功;根据第二充电功率、第二无功损耗和最大无功,确定第一高压电抗器的最小补偿容量;获取风电场出口处汇集到第二海缆处的无功总量;将最大无功与无功总量的差值作为第一高压电抗器的最大补偿容量;根据最小补偿容量和最大补偿容量确定补偿容量区间。

7、根据本技术的一个实施例,获取第二海缆在不超过最大载流量的情况下所能通过的最大无功,包括:获取第二海缆对应的视在功率;获取第二海缆输送的有功功率;根据视在功率和有功功率,确定最大无功。

8、根据本技术的一个实施例,获取第二海缆对应的视在功率,包括:获取第二海缆对应的额定电压;获取第二海缆允许通过的最大载流量;根据额定电压、最大载流量,确定第二海缆对应的视在功率。

9、本技术第二方面实施例提出了一种海上风电场的无功补偿配置装置,包括:第一获取模块,用于获取海上风电场系统中第一高压电抗器、第二高压电抗器与低压电抗器三者一共对应的电抗总补偿容量,其中,在海上风电场系统中,第一海缆为位于风电机组至海上升压变压器段的海缆,第二海缆为位于海上升压变压器至陆地集控中心的海缆,第一高压电抗器和第二高压电抗器分别并联在第二海缆的首尾两端;第二获取模块,用于获取海上风电场系统中动态无功补偿装置svg对应的svg补偿容量,其中,低压电抗器与svg并联设置在陆上集控中心处;第一确定模块,用于根据预设比例,确定第一高压电抗器与第二高压电抗器两者共同的高压电抗器总补偿容量,并将电抗总补偿容量与高压电抗器总补偿容量的差值作为低压电抗器补偿容量,预设比例为高压电抗器补偿容量占第二海缆对应的第二充电功率的比例;第二确定模块,用于确定第一高压电抗器对应的第一高压电抗器补偿容量的补偿容量区间;第三确定模块,用于基于补偿容量区间设置第一高压电抗器补偿容量,并将高压电抗器总补偿容量与第一高压电抗器补偿容量之差作为第二高压电抗器对应的第二高压电抗器补偿容量。

10、根据本技术的一个实施例,第一获取模块,还用于:获取第一海缆对应的第一充电功率与第一无功损耗;获取第二海缆对应的第二充电功率与第二无功损耗;获取海上升压变压器对应的变压器无功损耗;根据第一充电功率、第一无功损耗、第二充电功率、第二无功损耗和变压器无功损耗获取电抗总补偿容量。

11、根据本技术的一个实施例,第二获取模块,还用于:获取第一充电功率与第二充电功率的和值;将和值与电抗总补偿容量的差值作为svg补偿容量。

12、根据本技术的一个实施例,第一高压电抗器和第二高压电抗器采用双端补偿方式;低压电抗器与svg采用单端补偿方式。

13、根据本技术的一个实施例,第二确定模块,还用于:获取第二海缆在不超过最大载流量的情况下所能通过的最大无功;根据第二充电功率、第二无功损耗和最大无功,确定第一高压电抗器的最小补偿容量;获取风电场出口处汇集到第二海缆处的无功总量;将最大无功与无功总量的差值作为第一高压电抗器的最大补偿容量;根据最小补偿容量和最大补偿容量确定补偿容量区间。

14、根据本技术的一个实施例,第二确定模块,还用于:获取第二海缆对应的视在功率;获取第二海缆输送的有功功率;根据视在功率和有功功率,确定最大无功。

15、根据本技术的一个实施例,第二确定模块,还用于:获取第二海缆对应的额定电压;获取第二海缆允许通过的最大载流量;根据额定电压、最大载流量,确定第二海缆对应的视在功率。

16、本技术第三方面实施例提出了一种电子设备,包括:至少一个处理器;以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以实现如本技术第一方面实施例所述的海上风电场的无功补偿配置方法。

17、本技术第四方面实施例提出了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质,其中,所述计算机指令用于实现如本技术第一方面实施例所述的海上风电场的无功补偿配置方法。

18、本技术第五方面实施例提出了一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序在被处理器执行时实现如本技术第一方面实施例所述的海上风电场的无功补偿配置方法。

19、本技术至少实现以下有益效果:本技术通过安装高压电抗器、低压电抗器和动态无功补偿svg等设备,可以消除或减小负载中的无功功率,从而显著提高电力系统的功率因数。电力系统中的无功功率问题往往会引起电压波动,进而影响电力系统的稳定性和可靠性。而通过安装高压电抗器、低压电抗器和动态无功补偿svg等设备,可以有效地控制电压波动,增强电力系统的稳定性和可靠性。


技术特征:

1.一种海上风电场的无功补偿配置方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的海上风电场的无功补偿配置方法,其特征在于,所述获取海上风电场系统中第一高压电抗器、第二高压电抗器与低压电抗器三者一共对应的电抗总补偿容量,包括:

3.根据权利要求2所述的海上风电场的无功补偿配置方法,其特征在于,所述获取海上风电场系统中动态无功补偿装置svg对应的svg补偿容量,包括:

4.根据权利要求3所述的海上风电场的无功补偿配置方法,其特征在于,所述第一高压电抗器和所述第二高压电抗器采用双端补偿方式;所述低压电抗器与所述svg采用单端补偿方式。

5.根据权利要求4所述的海上风电场的无功补偿配置方法,其特征在于,所述确定所述第一高压电抗器对应的第一高压电抗器补偿容量的补偿容量区间,包括:

6.根据权利要求5所述的海上风电场的无功补偿配置方法,其特征在于,所述获取所述第二海缆在不超过最大载流量的情况下所能通过的最大无功,包括:

7.根据权利要求6所述的海上风电场的无功补偿配置方法,其特征在于,所述获取所述第二海缆对应的视在功率,包括:

8.一种海上风电场的无功补偿配置装置,其特征在于,包括:

9.一种电子设备,包括:

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质,其中,所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。


技术总结
本申请提出了一种海上风电场的无功补偿配置方法及其装置,涉及无功补偿领域,在海上风电场系统中,第一海缆为位于风电机组至海上升压变压器段的海缆,第二海缆为位于海上升压变压器至陆地集控中心的海缆,第一高压电抗器和第二高压电抗器分别并联在第二海缆的首尾两端,低压电抗器与SVG并联设置在陆上集控中心处;本申请中,分别确定第一高压电抗器、第二高压电抗器、低压电抗器SVG各自对应的补偿容量,以实现海上风电场的无功补偿配置。本申请通过安装高压电抗器、低压电抗器和动态无功补偿SVG等设备,可以有效地控制电压波动,增强电力系统的稳定性和可靠性。

技术研发人员:李春华,陈怡静,郭小江,张钧阳,彭程,李铮,孙栩
受保护的技术使用者:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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