[發明專利]一種柔直送出的海上風電多目標無功優化配置方法和系統

在審

• 申請號: 201810767145.2
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN108899941A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 曲立楠;蘇建軍;陳寧;李琰;施濤;孫樹敏;李廣磊;韓華玲;湯海雁;劉超;張磊;程艷;白宏
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網山東省電力公司;國網山東省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50;H02J3/38
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種柔直送出的海上風電多目標無功優化配置方法，其特征在于，包括：

將預先劃分的多端柔性直流送出的海上風電基地的子區域中的運行數據帶入預設的無功優化配置模型，計算海上風電基地子區域的無功補償最優配置解；

基于所述無功補償最優配置解對所述海上風電基地的各子區域進行無功補償優化配置；

所述無功優化配置模型包括：有功網損最低的目標函數、無功補償經濟成本最低的目標函數以及優化配置約束條件。

2.根據權利要求1所述的一種柔直送出的海上風電多目標無功優化配置方法，其特征在于，所述無功優化配置模型的建立包括：

依據海上風速特征，按照風速服從兩參數威布爾分布，在預先設定的子區域中隨機抽樣得到風速時間序列；

根據所述子區域的電網拓撲，確定子區域的電網支路和電壓節點；

基于所述風速時間序列：

由所述子區域的節點電壓、節點電壓相角差和子區域的電纜參數確定有功網損最低的目標函數；所述電纜參數包括子區域內各支路電導；

由所述子區域的各節點無功容量和子區域的造價參數，確定無功補償經濟成本最低的目標函數；所述造價參數包括子區域內各節點的單位無功容量建設成本和單位時間運行維護成本；

根據風電機組輸出功率與風速的關系，獲取各風電機組的有功功率和無功功率，并根據各風電機組的有功功率和無功功率，建立目標函數運行的海上風電基地的潮流約束、海上風電基地風機出力約束和海上風電基無功補償的出力約束。

3.根據權利要求2所述的一種柔直送出的海上風電多目標無功優化配置方法，其特征在于，

所述有功網損最低的目標函數如下式所示：

其中，P_loss為時間序列[1,2,…,n]內的單個子區域總有功網損，m為子區域個數，G_b(k,j)為第b條支路的電導，k，j為支路兩端節點號，U_k為節點k電壓，U_j為節點j電壓，θ_kj為節點k、j的電壓相角差，N_b為支路條數。

4.根據權利要求2所述的一種柔直送出的海上風電多目標無功優化配置方法，其特征在于，

所述無功補償經濟成本最低的目標函數如下式所示

其中，Q_CNk為節點k的無功容量，Cost_{in_k}為節點k的單位無功容量建設成本，Cost_{op_k}為節點k的單位時間運行維護成本，[1,2,…..n]為時間序列，N_grid為節點個數。

5.根據權利要求3所述的一種柔直送出的海上風電多目標無功優化配置方法，其特征在于：

所述海上風電基地的潮流約束如下式所示：

其中，k為子區域網絡的節點；N_grid為節點個數；U_j為節點j電壓；U_k為節點k電壓；Q_Ck為節點k設置的無功補償；P_Gk為節點k的風電機組輸出的有功功率，Q_Gk為節點k的風電機組輸出的無功功率(無風電機組的節點設為0)；P_Lk為節點k的直流送出有功功率，Q_Lk為節點k的直流送出無功功率(無直流送出的節點設為0)；G_kj為節點導納矩陣中第k行第j列對應的導納的實部，B_kj為節點導納矩陣中第k行第j列對應的導納的實虛部，[1,2,…..n]為時間序列。

6.根據權利要求3所述的一種柔直送出的海上風電多目標無功優化配置方法，其特征在于：

所述海上風電基地風機出力約束如下式所示：

其中，P_m表示子區域內第m臺風電機組輸出的有功功率，Q_m表示子區域內第m臺風電機組輸出的無功功率，[1,2,…..n]為時間序列。