一种风电集群无功电压多目标控制方法.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CN105762838A(43)申请公布日2016.07.13(21)申请号201610316089.1(51)Int.Cl.(22)申请日2016.05.13H02J3/38(2006.01)H02J3/18(2006.01)(71)申请人国电南瑞科技股份有限公司地址210061江苏省南京市高新区高新路20号申请人国家电网公司国网宁夏电力公司国网甘肃省电力公司国电南瑞南京控制系统有限公司(72)发明人黄华张慧玲汪宁渤丁茂生丁恰项丽马军陈建华陈颜韩红卫徐陆飞杨洛杜磊(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人董建林姚兰兰权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称一种风电集群无功电压多目标控制方法(57)摘要本发明公开了一种风电集群无功电压多目标控制方法，包括以下步骤：风电集群控制主站获取实时潮流数据；进行运行工况决策，选择控制变量和状态变量；建立优化模型约束条件；如果集群存在电压越限，建立电压校正控制模型并计算最优无功调节量；如果集群电压合格但汇集点无功控制偏差大于控制死区，建立汇集点无功跟踪控制模型并计算最优无功调节量；如果集群电压合格且汇集点无功控制偏差小于控制死区，建立动态无功储备优化模型并计算最优无功调节量；计算优化后控制指令并通过电力通信网络下发到风电场和汇集站。本发明能够提高集群电压安全性，参与全网无功优化以及预留应对电压快速波动的动态调节能力，提高系统电压稳定性。CN105762838ACN105762838A权利要求书1/3页1.一种风电集群无功电压多目标控制方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：(1)在每次执行周期开始时，风电集群控制主站从实时数据采集监控获取实时潮流状态，接收上级调度下发的汇集点无功目标；所述实时潮流状态包括各风电场、汇集站以及连接线路中设备元件的有功、无功、电压、电流；(2)根据风电场和汇集站的实时运行状态及闭锁信号，进行运行工况决策，选择运行正常的风机、SVC/SVG为控制变量，选择运行正常的母线为状态变量；(3)建立优化模型约束条件：上式中约束条件包括：母线电压上下限约束，其中Vp是汇集站高压侧母线电压，Vh是风电场高压侧母线电压，Vc是关键母线电压，Cpg为风电场无功对汇集站高压侧母线电压灵敏度，Cpc为汇集站无功对汇集站高压侧母线电压灵敏度，Chg为风电场无功对风电场高压侧母线电压灵敏度，Chc为汇集站无功对风电场高压侧母线电压灵敏度，Ccg为风电场无功对关键母线电压灵敏度，Ccc为汇集站无功对关键母线电压灵敏度，Qg为风电场无功，Qc为汇集站无功，ΔQg为风电场无功调节量，ΔQc为汇集站无功调节量；风电场高压侧母线电压调节步长约束，其中，为风电场高压侧母线电压单次最大调节量；无功设备的调节能力上下限约束，其中Qg分别为风电场无功上限、下限，Qc分别为汇集站无功上限、下限；(4)检测集群当前无功电压运行状态，当集群内无母线电压越限时，转步骤(6)，否则转向步骤(5)；(5)建立电压校正控制模型，计算风电场最优无功调节量和汇集站最优无功调节量转步骤(9)；(6)检测汇集点当前无功与上级调度下发的无功目标偏差是否超过控制死区，如果未超过控制死区，转步骤(8)，否则转向步骤(7)；(7)建立汇集点无功跟踪控制模型，计算风电场最优无功调节量和汇集站最优无功调节量转步骤(9)；(8)建立动态无功储备优化模型，计算风电场最优无功调节量和汇集站最优无功调节量转步骤(9)；(9)计算优化后的控制指令，其中，风电场高压侧母线电压指令汇集站无功指令2CN105762838A权利要求书2/3页(10)风电集群控制主站通过电力通信网络对风电场下发高压侧母线电压指令，对汇集站下发无功指令；(11)等待下一次执行周期到来，返回步骤(1)。2.根据权利要求1所述的风电集群无功电压多目标控制方法，其特征在于，步骤(5)中，建立电压校正控制模型，计算风电场最优无功调节量和汇集站最优无功调节量的方法如下：(51)选择处于越限状态的母线电压为调节目标，使得校正后电压与校正目标偏差最小，建立二次型目标函数如下：上式中，Ceg是风电场无功对越限点电压灵敏度，Cec是汇集站无功对越限点电压灵敏度；Ve是越限点母线电压，是校正目标，即校正该越限点需要达到的目标电压，通过下式确定：其中，分别为越限点母线电压的下限和上限，ΔVtol为设定的电压校正带宽；(52)对式(1)中处于越限状态的母线电压Ve上下限约束进行松弛处理，根据下式对约束限值进行修正：上式中，ΔVerr为设定的电压约束松弛带宽，为修正后的电压约束上限，为修正后的电压约束下限；电压越上限时，修正电压约束上限而下限保持不变；电压越下限时，修正电压约束下限而上限保持不变；