[发明专利]基于多无功源互动的风电场/群无功电压实时控制方法

说明书

本发明公开了基于多无功源互动的风电场/群无功电压实时控制方法包括：获取大规模风电集中接入区域电网运行控制参数；计算区域电网内风电集群点和各风电场接入点的无功电压灵敏度系数矩阵；计算区域电网内多无功源的实时无功补偿能力；利用动态无功补偿装置平抑小幅度电压波动；构建考虑多无功源互动的风电场群无功电压优化控制模型，利用模型求解得到的多无功源协调控制方案平抑较大幅度电压波动，从而能够考虑多无功源互动作用,进一步平抑风电场/群的电压波动,在确保电网安全的前提下进一步提升电网对风电的接纳能力。

技术领域

本发明涉及大规模风电并网控制技术技术领域，具体地，涉及基于多无功源互动的风电场/群无功电压实时控制方法。

背景技术

随着大型千万千瓦级风电基地风电装机容量急剧增长，风电在系统中的占比增加，风电功率波动对系统电压稳定性的影响不容忽视。与传统发电厂并网不同，大型风电场由众多容量较小的风电机组组成，再由许多风电场汇集成集群并入电网，这些机组和风电场在空间上具有一定的分散性。因此，大型场/群的无功电压控制不仅需要从时间尺度上研究无功源的动态响应配合，还需要从空间粒度上考虑无功源的物理分布影响。

目前针对风电场/群有功波动引起电压波动问题，国内外学者对相应的控制方法已经做了很多研究，主要分为以下2个类：

1)采用空间尺度上分层分区的控制思想。在满足上一级下达的控制目标的要求下，在本空间节点上通过多种无功控制手段实现无功电压的协调控制。但是，风电场群中的多种无功源存在着横向、纵向的相互影响和相互作用，除此之外，还有时间响应特性引起的时序递进关系和交互影响，这些因素都应该纳入到解决风电场群的的无功电压控制中去。

2)采用多时间尺度协调配合的控制思想。根据风电预测功率，在长时间尺度上，安排大容量离散无功补偿装置(电容、电抗器组)的投切计划，用于电压的粗调；在短时间尺度上，安排连续无功补偿装置(SVC，SVG)的出力计划，进行电压的细调。由于风电功率预测存在误差，实施多时间尺度的二次计划调压后，风电场群节点仍会存在电压偏差，因此仍然需要在实时控制层面上的通过无功电压优化控制来进行电压调整。

综上所述，虽然现有的风电场/群无功电压控制方法已经比较成熟，但是在理论和应用方面仍然存在需要改进的方向：1)无功电压控制中需要考虑多无功源在横向、纵向上的协调配合；2)采用多时间尺度计划调压应对风电场/群电压波动时，需要考虑实时控制层面上的自动电压修正，以降低二次计划调压的误差。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出基于多无功源互动的风电场/群无功电压实时控制方法，以实现的能够考虑多无功源互动作用,进一步平抑风电场/ 群的电压波动平抑效果,在确保电网安全的前提下进一步提升电网对风电的接纳能力的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：基于多无功源互动的风电场/ 群无功电压实时控制方法，主要包括：

步骤1：获取大规模风电集中接入区域电网运行控制参数；

步骤2：计算区域电网内风电集群点和各风电场接入点的无功电压灵敏度系数矩阵；

步骤3：计算区域电网内多无功源的实时无功补偿能力；

步骤4：利用动态无功补偿装置平抑小幅度电压波动；

步骤5：建立基于多无功源互动的风电场/群无功电压优化控制模型，利用模型求解得到的多无功源协调控制方案平抑较大幅度电压波动。

进一步地，所述步骤1包括获取电网的网络结构参数、获取区域电网中集群接入点、各风电场并网点运行电压参考值U_i,ref以及获取区域电网中场/群接入点连续型无功补偿装置的最大无功补偿量和离散型无功补偿装置的最大无功补偿量的容量之和，