[发明专利]考虑新能源接入电力系统多目标无功优化的方法及装置

说明书

本发明公开了考虑新能源接入电力系统多目标无功优化的方法及装置，包括：建立基于拓扑结构和运行特性的风电机组的输出功率模型、光伏单元功率模型，根据风电机组的输出功率模型、光伏单元功率模型得到电力系统模型；根据电力系统模型建立含新能源的电力系统模型；利用含新能源的电力系统模型对含新能源的电力系统进行优化。解决了现有优化方法优化结果的唯一性与局部最优问题难以保证的问题；充分利用了新能源发电设备的无功调节能力，根据光伏/风电机组的实时运行状态优化了其输出的有功、功率分配，能有效改善电力系统的电压水平，从而提高运行稳定性。

技术领域

本发明属于电力控制方法技术领域，涉及考虑新能源接入电力系统多目标无功优化的方法，还涉及考虑新能源接入电力系统多目标无功优化的装置。

背景技术

随着新能源发电技术的快速发展，新能源并网规模逐渐扩大以推动用能清洁化。但随机性、间歇性的新能源并网使得传统电力系统的拓扑结构发生了改变，系统内的功率分配也随之受到影响。在这一背景下，如电压偏移、频率稳定性等运行问题变得尤为显著。为此，国内外学者从新能源并网点及容量优化配置、有功/无功优化、稳定性分析等角度对新能源并网的影响展开分析，以实现电力系统经济安全运行。

电力系统无功优化是新能源并网研究的热点之一。其是指在电力系统结构确定的情况下，通过机组和新能源功率的优化分配，对一个或多个目标实现优化以改善运行特性。学者早期多关注于含风电或光伏并网的单一目标优化问题，并主要以最小化运行成本、最大化新能源消纳、最小化电压偏移为目标建立了相应的优化模型展开研究。但随着新能源并网程度提高，电力系统的运行更为复杂，传统的单一目标优化逐渐向多目标优化发展。为此，以最小化经济成本和二氧化碳排放为目标建立了无功优化模型，并采用智能蜂群算法进行求解。以最小化有功损耗、最大化新能源消纳为目标，建立了考虑大规模风电机组接入的无功优化模型，并采用e正交多目标差分进化算法进行求解，分析风电场并网对于节点电压水平波动影响，还有考虑了新能源并网参与无功调节的能力，以最小化电压波动和最大化新能源消纳为目标建立了优化模型进行研究，并分析了电压波动关于新能源消纳比例的敏感程度。基于电力系统运行的不同需求建立目标函数，对新能源和常规机组出力进行优化分配。但由于模型的强非线性，研究主要采用人工智能算法进行求解，所得优化结果的准确性难以保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑新能源接入电力系统多目标无功优化的方法，解决了现有技术中存在的优化结果的准确性难以保证的问题。

本发明所采用的技术方案是，考虑新能源接入电力系统多目标无功优化的方法，包括以下步骤：

步骤1、建立基于拓扑结构和运行特性的风电机组的输出功率模型、光伏单元功率模型，根据风电机组的输出功率模型、光伏单元功率模型得到电力系统模型；

步骤2、根据电力系统模型建立含新能源的电力系统模型；

步骤3、利用含新能源的电力系统模型对含新能源的电力系统进行优化。

本发明的特点还在于：

步骤1功率模型包括发电机的有功输出功率P_WT,T和无功输出功率Q_WT,T；

P_WT,T＝(1-w)P_WT,s,Q_WT,T≈Q_WT,s；

式中，w为DFIG的转差率；

风电机组在定子侧的输出功率约束为：