[发明专利]提高新能源汇集区域电压安全性的有功无功协调控制方法

摘要

本发明涉及一种提高新能源汇集区域电压安全性的有功无功协调控制方法，属于新能源接入电力系统的运行和控制技术领域。本方法对当前电网的新能源功率波动情况进行评估，若存在电压安全问题，则首先启动以无功调整量最小为目标的无功电压控制，充分利用新能源电站的无功调节能力来消除新能源汇集区域电网的电压越限问题，若无功手段用尽，依然存在电压安全问题，则启动以有功调整量最小为目标的有功调度控制，利用新能源电站的有功控制手段来达到消除电压越限的目的。本发明适应目前新能源汇集电网薄弱、电压波动大、电压安全水平不高的特点，并充分满足新能源汇集区域电网的无功电压自动控制需求，以实现不同电网安全、优质、经济的控制需求。

主权项

1.一种提高新能源汇集区域电压安全性的有功无功协调控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：1)设置针对新能源汇集区域的自动电压控制系统的数据采集周期为Tg,其中Tg由运行人员以参数设置的方式人工输出，Tg取值范围是30秒‑2分钟；2)在当前时刻，启动一次数据采集，从电网数据采集与监视控制系统得到各新能源电站并网点母线的电压幅值V_w，新能源电站的有功功率P_w和无功功率Q_w，从新能源汇集区域AVC系统中获取各新能源电站并网母线的电压运行上限和电压运行下限V_w,从新能源电站AVC子站得到各新能源电站的无功上限和无功下限Q_w，通过新能源功率预测系统得到各新能源电站的预测有功最大出力定义k为后续循环计算的标志位，k＝1表示需要启动有功控制计算，k＝0表示需要启动无功控制计算，本环节，令k＝0；3)对新能源汇集区域内各个新能源电站进行逐一判定，形成越限的新能源电站集合令分别表示第i个新能源电站并网点的电压实测值、电压下限和电压上限，对于第i个新能源电站具体判定方法为：3.1)若则表明电压超越上限，将第i个新能源电站纳入集合并设置电压控制目标其中：i＝1,2,…,i,…,N,N为新能源电站总个数，ε为电压控制安全死区，取值范围为0.3‑1.0kV；3.2)若则表明电压超越下限，将第i个新能源电站纳入集合并设置电压控制目标3.3)若则表明该新能源电站电压处于安全范围，不需要校正控制；4)若为空，则表明当前新能源汇集区域电网不存在电压安全问题，进行步骤9)，否则进行步骤5)；5)对k的值进行判定：若k＝0,则建立无功电压控制模型，得到无功的调整量；若k＝1，则进行步骤7)，建立有功控制模型，得到有功的调整量；当k＝0时,建立无功电压控制模型并得到无功的调整量，具体步骤包括：5.1)构造无功电压控制模型的加权多目标函数，如式(1)所示：其中，ΔQ_w为新能源电站的无功调整量向量，W^p为电压校正目标的目标权重，取值范围为10.0‑100.0，W^q为新能源无功调整目标权重，取值范围为0.1‑1，为参与校正的新能源电站并网母线电压设定值，V_W,r为参与校正的新能源电站并网母线电压实际值，S_VQ,r为新能源电站无功对参与校正的新能源电站并网母线电压的调整灵敏度；5.2)设置无功电压控制模型的约束条件：5.2.1)新能源汇集区域内第i个新能源电站的无功约束，如式(2)所示：其中，为第i个新能源电站无功功率值，为第i个新能源电站无功调整量，分别为第i个新能源电站无功上限和无功下限；5.2.2)新能源汇集区域内第i个节点的电压约束:其中，分别为第i个新能源电站并网点的电压最小值和电压最大值，为新能源电站无功调节对第i个新能源电站并网点电压的调整灵敏度；由式(4)确定：由式(5)确定：5.2.3)新能源汇集区域内第i个新能源电站并网母线电压的调节步长约束，如式(6)所示：其中，为第i个新能源电站并网母线的单次电压调节步长，取值范围为0.5‑2kV；通过内点法求解式(1)至式(6)构成的二次规划数学模型的无功电压控制模型，得到各新能源电站无功的调整量ΔQw；6)根据式(7)来修正各新能源电站并网点母线电压；令计算标志位k＝1，启动有功控制，并重新返回步骤3)；Vw＝Vw+SVQΔQW (7)其中SVQ为新能源电站无功调节对电压的灵敏度；7)建立有功控制模型得到有功的调整量来消除电压越限：7.1)构造有功控制模型的加权多目标函数，如式(8)所示：其中，ΔPw为新能源电站的有功调整量向量；7.2)设置有功控制模型的约束条件：7.2.1)新能源汇集区域内第i个新能源电站的有功约束，如式(9)所示：其中，为第i个新能源电站有功功率值，为第i个新能源电站有功调整量，为第i个新能源电站有功最大预测出力；7.2.2)新能源汇集区域内第i个节点的电压约束，如式(10)所示:其中，为新能源电站有功调节对第i个新能源电站并网点电压的调整灵敏度；由式(11)确定：由式(12)确定：7.2.3)新能源汇集区域内第i个新能源电站并网母线电压的调节步长约束，如式(13)所示：通过内点法求解式(8)至式(13)构成的二次规划数学模型的有功控制模型，得到各新能源电站有功的调整量ΔPw；8)记录各新能源电站的无功调节量ΔQw和有功调节量ΔPw，并分别发送到新能源各AVC子站和自动发电控制AGC子站，由其跟踪执行；9)等待下一次的数据周期到来，重新返回步骤2)。