[發(fā)明專利]一種用于新能源電站無(wú)功電壓的控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810316010.4
• 申請(qǐng)日: 2018-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108711866B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏友斌;蘇志朋;宋銘敏;潘文虎;沈新村;俞鵬;鳳飛;周啟揚(yáng);王鵬;趙倩;徐濤;黃進(jìn);肖雅;杜力;夏穎;白天宇;凌曉斌;尹元亞;楊曉娟;陳彥斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司蕪湖供電公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): H02J3/16
• 分類號(hào): H02J3/16;H02J3/50
• 代理公司: 鄭州圖釘專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41164
• 代理人: 董宇濤

1.一種用于新能源電站無(wú)功電壓的控制系統(tǒng)，其特征在于：將新能源電站和電網(wǎng)接入側(cè)變電站作為一個(gè)區(qū)域整體進(jìn)行優(yōu)化控制，所述的控制系統(tǒng)包括預(yù)測(cè)模型、典型場(chǎng)景集模型和MPC優(yōu)化控制三部分組成；同時(shí)利用自回歸滑動(dòng)平均方法預(yù)測(cè)母線電壓值和變電站負(fù)荷，然后對(duì)預(yù)測(cè)值通過(guò)拉丁超立方采樣生成離散化的場(chǎng)景，利用K-means聚類算法獲取典型場(chǎng)景集，以此建立以目標(biāo)函數(shù)是未來(lái)時(shí)間窗內(nèi)網(wǎng)損值和電壓偏移值最小的優(yōu)化控制模型，并采用二階錐規(guī)劃方法求解；

所述的控制系統(tǒng)的預(yù)測(cè)模型包括風(fēng)電/光伏功率預(yù)測(cè)和負(fù)荷/母線電壓預(yù)測(cè)兩部分，風(fēng)電/光伏功率預(yù)測(cè)誤差采用beta分布來(lái)擬合，負(fù)荷/母線電壓利用自回歸滑動(dòng)平均方法來(lái)預(yù)測(cè)；

所述的控制系統(tǒng)的典型場(chǎng)景集模型，首先對(duì)電氣島內(nèi)新能源出力、母線電壓、變電站負(fù)荷的預(yù)測(cè)值通過(guò)拉丁超立方采樣生成離散化的場(chǎng)景，然后利用K-means聚類算法獲取典型場(chǎng)景集；

所述的控制系統(tǒng)的MPC優(yōu)化控制，建立以目標(biāo)函數(shù)是未來(lái)時(shí)間窗內(nèi)網(wǎng)損值和電壓偏移值最小的優(yōu)化控制模型，并采用二階錐規(guī)劃方法求解；所述的MPC優(yōu)化控制內(nèi)包含了電容器投切約束、變壓器檔位調(diào)節(jié)約束、SVC無(wú)功補(bǔ)償約束；

所述的風(fēng)電/光伏功率預(yù)測(cè)中當(dāng)風(fēng)功率預(yù)測(cè)值是P_t^pred時(shí)，機(jī)組輸出有功值為x的概率密度函數(shù)為：

上式中B(α,β)是beta函數(shù)，α和β為beta分布的形態(tài)參數(shù)，他們的值與beta分布的期望μ和方差σ²有關(guān)，計(jì)算公式為：

求出beta分布形態(tài)參數(shù)α和β，進(jìn)而可以得到風(fēng)電功率預(yù)測(cè)誤差分布的概率密度函數(shù)；

在光功率預(yù)測(cè)中光伏陣列的輸出功率也服從beta分布，其概率密度公式如下：

式中，Γ為Gamma函數(shù)，α和β為beta分布的形態(tài)參數(shù)，p_max為光伏陣列最大輸出功率，p_solar為光伏陣列的輸出功率；風(fēng)功率預(yù)測(cè)分布與光功率預(yù)測(cè)分布均分從beta分布，將風(fēng)功率預(yù)測(cè)模型與光功率預(yù)測(cè)模型統(tǒng)一起來(lái)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于新能源電站無(wú)功電壓的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的典型場(chǎng)景集的生成首先要對(duì)按某種概率分布的隨機(jī)變量進(jìn)行大量抽樣，得到反映隨機(jī)變量特征的場(chǎng)景數(shù)據(jù)集，即連續(xù)概率模型離散化，再對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行精簡(jiǎn)聚類得到典型場(chǎng)景集，實(shí)現(xiàn)用較少的場(chǎng)景表示原先場(chǎng)景的特征。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于新能源電站無(wú)功電壓的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的控制系統(tǒng)針對(duì)新能源電站電壓優(yōu)化控制的目標(biāo)函數(shù)為：

式中，ρ_s是場(chǎng)景w_s對(duì)應(yīng)的概率；P_t(w_s)是電氣島在t_pre預(yù)測(cè)期間內(nèi)t時(shí)刻的有功損耗；V_t(w_s)是母線電壓在t_pre預(yù)測(cè)期間內(nèi)t時(shí)刻的偏離值；a、b是權(quán)重系數(shù)；k是典型場(chǎng)景集的數(shù)量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于新能源電站無(wú)功電壓的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的控制系統(tǒng)將DFIG可輸出的無(wú)功功率納入優(yōu)化控制中，其中無(wú)功功率范圍：

式中，P_s為定子發(fā)出的有功值；U_s為定子側(cè)端電壓；X_s為定子側(cè)漏抗；X_m為勵(lì)磁電抗；I_Imax為轉(zhuǎn)子變流器最大電流值。