[發明專利]提高風電場經濟運行的風機無功優化方法

有效

• 申請號: 201610053906.9
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105591392B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 楊俊友;趙永兵;孫立博;邢作霞
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學;淄博金龍電力設備股份有限公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 周智博;宋鐵軍

1.一種提高風電場經濟運行的風機無功優化方法，其特征在于：該方法在風電機組恒定有功功率控制模式下結合風電場內有功損耗影響的多目標優化的無功功率分配方法，提高風電場經濟運行；在風電機組恒定電壓控制模式下采用多目標電壓波動抑制維持并網點電壓穩定，達到對風機無功調節能力的最大利用。

2.根據權利要求1所述的提高風電場經濟運行的風機無功優化方法，其特征在于：該方法風電場現場運行的AVC系統中，使該系統在控制上具有更優性，該方法包括如下步驟：

步驟1：在接入配電網系統前，獲取風電場組成部分基礎數據，理論計算目標函數中各處定量；基于機組參數，搭建發電機組數學模型，為計算機組損耗做前期準備，進一步獲取風電場內部各部分物理參數，搭建整個風電場數學模型；

步驟2：通過風電場數據監控平臺，獲取風電場中各風電機組運行狀態、有功功率值、風電場其他單元實時數據，此過程中風電場數據采集頻率范圍為10s～10min，提取數據并進行篩選，剔除停機或存在故障風機數據；基于實時數據，建立風電場無功電壓優化控制模型；根據調度系統下達的風電場并網點電壓指令，若上級系統沒有下達指令，則由主控系統給定指令；以無功功率的時間尺度變化選擇兩種控制模式；

步驟3：若無功變化尺度以分鐘/小時級時間尺度變化，將機組控制方式轉換為恒定有功功率控制，以風電場經濟運行為控制目標，建立目標函數，將步驟1和步驟2所獲取數據代入模型中，進行機組無功分配；

步驟4：求解目標函數，得到風機無功調節值；根據并網點實時電壓，設計管理流程，將可調范圍內的電壓分為五個等級，每個等級對應不同的無功調節量，根據各風電機組不同的運行狀態，將所獲得的無功功率值分配到對應的風電機組；

步驟5：若無功變化尺度以毫秒/秒級時間尺度變化，將機組運行模式切換為恒定電壓控制方式；以抑制電壓波動為目標，建立目標函數，將步驟1和步驟2所獲取數據代入模型中，進行機組無功分配；

步驟6：風電場內各單元接到無功優化控制指令，根據自身相應情況完成指令，執行指令后，將響應值與并網點電壓反饋給調度系統。

3.根據權利要求2所述的提高風電場經濟運行的風機無功優化方法，其特征在于：步驟2中通過風電場數據監控平臺，獲取風電場實時數據和PCC點電壓控制指令，設置PCC點電壓波動閥值；

ΔU＝|U_WFcmd-U_WFout|≤ξ

式中，U_WFcmd為風電場并網點期望電壓值；U_WFout為風電場并網點實時電壓值；ξ為風電場電壓閾值；ΔU為并網點電壓偏差值，

數據采集頻率為10s～10min之內，對提取數據進行篩選，剔除停機或存在故障風機數據；利用實時數據，建立風電場調控模型；采集機組相電壓、機組相電流、機組有功功率、機組無功功率、一級母線電壓、一級母線電流、二級母線電壓、二級母線電流、主變壓器電壓、主變壓器電流、主變壓、有功功率、主變壓器無功功率、無功補償設備功率，保留有效數據后，進入后臺計算階段。

4.根據權利要求2所述的提高風電場經濟運行的風機無功優化方法，其特征在于：所述步驟3中，建立以風電場經濟優化分配為目標的無功優化函數

min(F)＝w₁P_loss+w₂Q_C+λ₁ΔU_i+λ₂ΔQ_i

式中，P_loss為風電場有功損耗；Q_C為風電場無功補償設備投入容量；ΔU_i為各節點電壓越限值；ΔQ_i為風機發出無功功率越限值；w₁和w₂為有功網損和無功補償容量的權重因子，并且w₁+w₂＝1；λ₁和λ₂為懲罰因子，在計算最優函數，起到約束問題。