[發(fā)明專利]一種含經(jīng)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)VSC-HVDC的最優(yōu)潮流計(jì)算方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811267854.0
• 申請(qǐng)日: 2018-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN109193667B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張東輝;王長(zhǎng)香;陳雁;李鵬飛;李霞林;黃迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02J3/06
• 分類號(hào): H02J3/06;H02J3/36;H02J3/38
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

本發(fā)明公開了一種含經(jīng)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)VSC?HVDC的最優(yōu)潮流計(jì)算方法，包括如下步驟：建立風(fēng)電場(chǎng)的有功出力模型和計(jì)及換流器損耗的VSC?HVDC的數(shù)學(xué)模型；采用自回歸滑動(dòng)平均模型和基于Kantorovich距離的場(chǎng)景削減策略模擬風(fēng)電功率的不確定性，根據(jù)所述風(fēng)電場(chǎng)的功率模型獲取有限個(gè)風(fēng)電場(chǎng)景集；采用內(nèi)點(diǎn)法對(duì)所述有限個(gè)風(fēng)電場(chǎng)景集和所述計(jì)及換流器損耗的VSC?HVDC的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行最優(yōu)潮流計(jì)算，得到輸出變量的數(shù)字特征。本發(fā)明公開的含經(jīng)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)VSC?HVDC的最優(yōu)潮流計(jì)算方法能有效解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法獲得準(zhǔn)確的輸出變量的數(shù)字特征，計(jì)算過(guò)程復(fù)雜和計(jì)算效率低的問題。本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種含經(jīng)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)VSC?HVDC的最優(yōu)潮流計(jì)算裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)分析領(lǐng)域，尤其涉及一種含經(jīng)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)VSC-HVDC的最優(yōu)潮流計(jì)算方法及裝置。

背景技術(shù)

基于電壓源換流器(VSC)和脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)的新一代高壓直流輸電技術(shù)(Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current，VSC-HVDC)可實(shí)現(xiàn)有功和無(wú)功快速解耦控制，為大規(guī)模風(fēng)電等新能源的順利并網(wǎng)提供了有力支撐，使電力系統(tǒng)朝著更加綠色和智能化的方向迅猛發(fā)展。因此風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)VSC-HVDC并網(wǎng)是未來(lái)風(fēng)電的發(fā)展趨勢(shì)。

由于風(fēng)電具有隨機(jī)性、不確定性的特點(diǎn)，因此風(fēng)電的大規(guī)模并網(wǎng)會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。最優(yōu)潮流是當(dāng)前電力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)劃最主要工具之一，因此有必要對(duì)風(fēng)電經(jīng)VSC-HVDC并網(wǎng)的最優(yōu)潮流模型進(jìn)行深入分析。

VSC-HVDC的數(shù)學(xué)模型與傳統(tǒng)直流輸電相比，存在較大差異，因此傳統(tǒng)的交直流系統(tǒng)最優(yōu)潮流計(jì)算無(wú)法直接應(yīng)用于含VSC-HVDC的交直流系統(tǒng)。

現(xiàn)有技術(shù)中，處理風(fēng)電不確定性最優(yōu)潮流的方法主要分為2類：

(1)概率最優(yōu)潮流，概率最優(yōu)潮流計(jì)及隨機(jī)變量的概率信息，根據(jù)輸入變量的概率分布得到狀態(tài)變量的概率分布，但該方法無(wú)法獲得準(zhǔn)確的輸出變量的數(shù)字特征。

(2)隨機(jī)最優(yōu)潮流，將變量的隨機(jī)性轉(zhuǎn)化為約束，該方法求解過(guò)程較為復(fù)雜，計(jì)算效率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種含經(jīng)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)VSC-HVDC的最優(yōu)潮流計(jì)算方法，能有效解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法獲得準(zhǔn)確的輸出變量的數(shù)字特征，計(jì)算過(guò)程復(fù)雜和計(jì)算效率低的問題。

本發(fā)明實(shí)施例一提供一種含經(jīng)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)VSC-HVDC的最優(yōu)潮流計(jì)算方法，包括以下步驟：

建立風(fēng)電場(chǎng)的有功出力模型和計(jì)及換流器損耗的VSC-HVDC的數(shù)學(xué)模型；

采用自回歸滑動(dòng)平均模型和基于Kantorovich距離的場(chǎng)景削減策略模擬風(fēng)電功率的不確定性，根據(jù)所述風(fēng)電場(chǎng)的功率模型獲取有限個(gè)風(fēng)電場(chǎng)景集；

采用內(nèi)點(diǎn)法對(duì)所述有限個(gè)風(fēng)電場(chǎng)景集和所述計(jì)及換流器損耗的VSC-HVDC的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行最優(yōu)潮流計(jì)算，得到輸出變量的數(shù)字特征。

作為上述方案的改進(jìn)，所述建立風(fēng)電場(chǎng)的有功出力模型的方法如下式(1)所示：

式中，ρ為空氣密度；v為風(fēng)機(jī)風(fēng)速；r為機(jī)組風(fēng)輪半徑；Cp為機(jī)組風(fēng)能利用系數(shù)，即葉尖速比λ的函數(shù)，其中λ＝r/νω，ω為風(fēng)輪角速度；v_in、v_Rate、v_out分別為風(fēng)電機(jī)組的切入風(fēng)速、額定風(fēng)速和切出風(fēng)速；P_Rate為風(fēng)電機(jī)組的額定功率；當(dāng)風(fēng)速高于v_in時(shí)，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)并網(wǎng)運(yùn)行；當(dāng)風(fēng)速大于v_Rate時(shí)，風(fēng)機(jī)以額定功率輸出；當(dāng)風(fēng)速低于v_in或高于v_out時(shí)，風(fēng)機(jī)停機(jī)并退出電網(wǎng)運(yùn)行。