[发明专利]一种风电集群无功电压多目标控制方法

说明书

本发明公开了一种风电集群无功电压多目标控制方法，包括以下步骤：风电集群控制主站获取实时潮流数据；进行运行工况决策，选择控制变量和状态变量；建立优化模型约束条件；如果集群存在电压越限，建立电压校正控制模型并计算最优无功调节量；如果集群电压合格但汇集点无功控制偏差大于控制死区，建立汇集点无功跟踪控制模型并计算最优无功调节量；如果集群电压合格且汇集点无功控制偏差小于控制死区，建立动态无功储备优化模型并计算最优无功调节量；计算优化后控制指令并通过电力通信网络下发到风电场和汇集站。本发明能够提高集群电压安全性，参与全网无功优化以及预留应对电压快速波动的动态调节能力，提高系统电压稳定性。

技术领域

本发明涉及一种风电集群无功电压多目标控制方法，属于新能源发电及电力系统控制技术领域。

背景技术

风能资源与负荷中心的逆向分布特点决定了规模化开发、集中式接入是我国风电开发利用的主要方式。风能资源固有的随机性和波动性等间歇性特征，使得风电出力随风速随机变化，并进而引起无功损耗和电压变化。在风电开发初期，由于风电场数量不多，容量较小且处于电网末端，其电压问题的影响往往局限在风电场并网点，对电网侧变电站的电压影响有限。随着风电的大规模开发，单机、单场容量剧增，而且往往在地理毗邻的区域建设若干风电场，通过公共汇集站集中接入高电压等级(220/330kV及以上)主干电网，形成容量达1GW级甚至10GW级的大规模风电集群，其出力波动将急剧恶化汇集点(集群接入点)甚至主干电网局部电压无功状况。在薄弱的系统接入点，甚至可能引发电压稳定性问题，导致风机脱网等事故发生。

在我国“三北”地区，大规模风电集群往往接入电网末端，网架结构薄弱，缺乏常规电源支撑，无功电压调节依赖各种静止无功补偿装置(SVC/SVG)。在集群风电大发、线路重载等运行工况下，使得实际电网无功电压灵敏度增大、电压稳定性较差，较易发生风机脱网事故。为改善电网电压稳定性、抑制风机脱网事故，除了在风电场侧提高风电机组高、低电压穿越能力，设定合理的风电机组频率保护定值，制定合理的无功补偿装置控制策略以及运行方式外，还需要从系统角度对集群内各种无功补偿设备进行协调控制，对风电造成的电压波动进行补偿和平抑，提高电压质量和电压稳定裕度。现有技术中，集群电压安全性低，系统电压稳定性差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种风电集群无功电压多目标控制方法，对风电场群以及汇集站无功设备进行整体协调和无功优化分配，能够提高集群电压安全性，参与全网无功优化以及预留应对电压快速波动的动态调节能力，提高系统电压稳定性。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的风电集群无功电压多目标控制方法，具体包括以下几个步骤：

(1)在每次执行周期开始时，风电集群控制主站从实时数据采集监控获取实时潮流状态，接收上级调度下发的汇集点无功目标；所述实时潮流状态包括各风电场、汇集站以及连接线路中设备元件的有功、无功、电压、电流；

(2)根据风电场和汇集站的实时运行状态及闭锁信号，进行运行工况决策，选择运行正常的风机、SVC/SVG为控制变量，选择运行正常的母线为状态变量；

(3)建立优化模型约束条件：

上式中约束条件包括：