基于模型预测控制的风电场无功电压协调控制方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113937783A(43)申请公布日2022.01.14(21)申请号202110736543.X(51)Int.Cl.(22)申请日2021.06.30H02J3/16(2006.01)H02J3/38(2006.01)(71)申请人国家电投集团电站运营技术（北京）H02J3/46(2006.01)有限公司地址102209北京市昌平区北七家镇未来科技城国家电投集团科学技术研究院有限公司院内B座5-7层申请人国家电投集团科学技术研究院有限公司(72)发明人徐超杨晗李璟涛毕可强周强(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人张梦瑶权利要求书3页说明书12页附图7页(54)发明名称基于模型预测控制的风电场无功电压协调控制方法和装置(57)摘要本公开提出一种基于模型预测控制的风电场无功电压协调控制方法和装置，该方法包括：确定待控制系统的当前时刻采样值，并确定灵敏度系数，根据当前时刻采样值，确定与风机对应的第一功率变化预测值，和与无功补偿设备对应的第二功率变化预测值，根据第一功率变化预测值、第二功率变化预测值，以及灵敏度系数，构建风电场的初始预测模型，构建与初始预测模型对应的目标函数，以得到目标预测模型，以及根据目标预测模型执行风电场无功电压协调控制。由此，使用模型预测控制方法求解一个优化问题，从而能够有效地协调控制风电机组有功无功出力和无功补偿设备的无功出力，能够使得并网点电压和各个风电机组的电压在合理范围内。CN113937783ACN113937783A权利要求书1/3页1.一种基于模型预测控制的风电场无功电压协调控制方法，其特征在于，所述方法包括：确定待控制系统的当前时刻采样值，并确定灵敏度系数；根据所述当前时刻采样值，确定与风机对应的第一功率变化预测值，和与无功补偿设备对应的第二功率变化预测值；根据所述第一功率变化预测值、所述第二功率变化预测值，以及所述灵敏度系数，构建风电场的初始预测模型，所述初始预测模型包括：风机功率控制的预测模型，和无功补偿设备的风电场预测模型；构建与所述初始预测模型对应的目标函数，以得到目标预测模型；以及根据所述目标预测模型执行风电场无功电压协调控制。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一功率变化预测值、所述第二功率变化预测值，以及所述灵敏度系数，构建风电场的初始预测模型，包括：根据所述第一功率变化预测值和灵敏度系数计算与风机对应的第一电压偏差预测值；根据所述第二功率变化预测值和所述灵敏度系数计算与无功补偿设备对应的第二电压偏差预测值；根据所述第一功率变化预测值、所述第二功率变化预测值、所述灵敏度系数、所述第一电压偏差预测值，以及所述第二电压偏差预测值构建所述风电场的初始预测模型。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建与所述初始预测模型对应的目标函数，以得到目标预测模型，包括：构建与所述初始预测模型对应的第一目标函数，所述第一目标函数用于拟合预测并网点电压，和参考并网点电压之间的偏差；构建与所述初始预测模型对应的第二目标函数，所述第二目标函数用于拟合预测中压母线电压，和参考中压母线电压之间的偏差；构建与所述初始预测模型对应的第三目标函数，所述第三目标函数用于拟合风机的端电压偏差；对所述第一目标函数、所述第二目标函数，以及所述第三目标函数进行加权求和，以得到与所述初始预测模型对应的目标函数，所述初始预测模型和所述目标函数被共同作为所述目标预测模型。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定灵敏度系数，包括：根据所述待控制系统的节点导纳矩阵和当前时刻的电压测量值，确定所述灵敏度系数。5.如权利要求1‑4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标预测模型执行风电场无功电压协调控制，包括：将所述当前时刻采样值输入至所述目标预测模型中，并获取所述目标预测模型输出的与所述风机对应的有功无功出力变化参考值，和与所述无功补偿设备对应的无功出力变化参考值；根据与所述风机对应的有功无功出力变化参考值控制风电机组的有功无功出力；根据与所述无功补偿设备对应的无功出力变化参考值控制无功补偿设备的无功出力，以执行所述风电场无功电压协调控制。2CN113937783A权利要求书2/3页6.一种基于模型预测控制的风电场无功电压协调控制装置，其特征在于，所述装置包括：第一确定模块，用于确定待控制系统的当前时刻采样值，并确定灵敏度系数；第二确定模块，用于根据所述当前时刻采样值，确定与风机对应的第一功率变化预测值，和与无功补偿设备对应的第二功率变化预测值；第一构建模块，用于根据所述第一功率变化预测值、所述第二功率变化预测值，以及所述灵敏度系数，构建风电场的初始预测模型，所述初始预测模型包括：