[发明专利]基于分层递阶控制的风电集群并网有功功率优化调度方法

说明书

本发明公开了基于分层递阶控制的风电集群并网有功功率优化调度方法，所述风电集群并网有功功率优化调度包括以下步骤：步骤一：建立基于分层递阶控制的风电集群并网有功功率优化调度模型；步骤二：以当前风电集群中各个风电场的有功出力实际值作为初始值，利用最优潮流求解长时间尺度的风电集群有功出力最优调度值，根据各个风电场的容量比例对各个风电场的有功出力进行分配；步骤三：以最优潮流的优化结果作为有功出力调度参考值，利用二次规划求解风功率预测模型，得到短时间尺度的风电集群有功出力最优调度值；本发明提供基于分层递阶控制的风电集群并网有功功率优化调度方法以有效减小计算量并利用最优潮流求解最优经济调度值。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及基于分层递阶控制的风电集群 并网有功功率优化调度方法。

背景技术

风电集群可充分利用内部风电场出力相关性和互补性，平滑整体出力波动 并降低预测不确定性。因此近年来国内外学者对风电集群有功功率控制做了大 量研究。与传统的开环调度控制方式不同，分层递阶理论因其优越的滚动优化 和闭环反馈校正的能力在新能源调度方面表现出了控制精确、经济效益好等优 点。但是现有基于分层递阶控制的风功率控制方法采用二维控制模型，控制目 标函数如式(1)所示：

式中：P为风电有功出力预测值矩阵；为考虑经济性的风电有功出力参 考值矩阵；N为预测步长；n为风电场数量。

二阶模型增加了求解过程的复杂度，导致滚动优化过程中求解模型的计算 量很大，在实际应用中很难满足实时计算的要求。而且，现有基于分层递阶理 论的风功率控制技术在考虑经济性时只求解调度成本最小的经济调度模型，容 易陷入局部最优解，无法实现电网的整体经济优化，导致风电集群并入大电网 后的有功功率很难实现合理的调度和控制。

因此希望有基于分层递阶理论的风电集群并网有功功率优化调度方法来 解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供基于分层递阶理论的风电集群并网有功功率优化 调度方法以有效减小计算量并利用最优潮流求解最优经济调度值。

本发明提供基于分层递阶理论的风电集群并网有功功率优化调度方法，所 述风电集群并网有功功率优化调度包括以下步骤：

步骤一：建立基于分层递阶控制的风电集群并网有功功率的优化调度模型；

步骤二：以当前风电集群中各个风电场的有功出力实际值作为初始值，利 用最优潮流求解长时间尺度的风电集群有功出力最优调度值，根据各个风电场 的容量比例对各个风电场的有功出力进行分配；

步骤三：以最优潮流的优化结果作为有功出力调度参考值，利用二次规划 求解风功率调度模型，得到短时间尺度的风电集群有功出力最优调度值。

优选地，所述步骤二中长时间尺度为60mi n,所述步骤三中短时间尺度为 15min。

优选地，所述步骤一的优化调度模型对基于分层递阶控制的风功率控制模 型进行降维，将功率矩阵转换为一维列向量，优化目标函数公式(2)：

其中：

利用矩阵和向量的范数关系将公式(2)转化为公式(4)， 实现基于分层递阶控制的风功率控制模型的降维目标函数可表示为：

优选地，所述步骤二的最优潮流根据含风电集群的电网获取的实时数据进 行结构参数和负荷情况的更新；公式(5)表示所述步骤二的最优潮流在全网 燃料总费用最小的目标函数中附加风电集群弃风最小值：