[發明專利]一種面向海上風電匯集區的電網二級電壓控制方法

在審

• 申請號: 202110688141.7
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113541184A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 李波;李世明;林玥廷;郭英杰;戴月;湯磊;池麗娟;王志南;王鵬
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力調度控制中心;北京清大高科系統控制有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/50;H02J3/16
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

1.一種面向海上風電匯集區的電網二級電壓控制方法，其特征在于，該方法建立了海上升壓站高壓側母線電壓正常的二次規劃模型，簡稱CSVC，對海上風電匯集區內海上升壓站高壓側母線電壓進行檢查，若海上升壓站高壓側母線電壓正常，則在CSVC模型中增加引入對風場的海上升壓站高壓側母線的約束條件，以保證求解模型滿足風場海上部分電壓運行的要求；若海上升壓站高壓側母線電壓越限，則在CSVC模型的目標函數中增加校正海上升壓站母線電壓的部分，通過求解模型消除海上部分電壓越限，滿足正常運行的海上、陸上母線的電壓控制要求。

2.如權利要求1所述的電網二級電壓控制方法，其特征在于，該方法的具體過程包括以下步驟：

(1)當控制周期到來時，檢查電網中海上風電匯集區內各風電場的海上升壓站高壓側母線電壓V_S；

(2)對步驟(1)的海上升壓站高壓側母線電壓V_S進行判斷，若升壓站高壓側母線電壓V_S處于正常范圍，即滿足其中和分別為海上風場的海上升壓站高壓側母線電壓下限和電壓上限，則以海上風電匯集區內的風電匯集站220kV母線電壓優化作為目標，陸上開關站的高壓側母線作為控制母線，海上升壓站高壓側母線電壓作為約束條件，對該海上風電匯集區執行如下計算步驟：

(2-1)建立一個海上升壓站高壓側母線電壓正常的二次規劃模型：

其中，公式(1)為二次規劃模型的目標函數，以中樞母線電壓優化為目標，計算風電等值機的最小變化量ΔQ_g，參數Θ_g為海上風電匯集區內各風場無功出力均衡目標部分，W_p、W_q分別為電壓控制目標權重系數和無功源均衡控制目標權重系數，V_p和分別為中樞母線的當前電壓和電壓調節目標值，C_pg為海上風電匯集區內風場等值機組無功調節量對中樞母線電壓靈敏度矩陣；

公式(2)為公式(1)的約束條件集，對約束條件C₀中，C_hg為海上風電匯集區內風場等值機組調節量對各風場陸上開關站母線的電壓靈敏度矩陣，為控制母線的單步最大調整量，表示風電等值機調節ΔQ_g造成的控制母線電壓變化量不應大于約束條件C₁中，V_H、和分別為控制母線的當前電壓、電壓上限值和電壓下限值，表示風電等值機調節ΔQ_g后控制母線電壓應在上下限范圍內；約束條件C₂中，C_sg為海上風電匯集區內風場等值機組調節量對各風場海上升壓站母線電壓靈敏度矩陣，表示風電等值機調節ΔQ_g后升壓站高壓側母線電壓應在上下限范圍內；約束條件C₃中，和、分別為中樞母線的電壓上限值和電壓下限值，表示風電等值機調節ΔQ_g后中樞母線電壓應在上下限范圍內；對約束條件C₄，Q_g、分別為風電等值機的當前無功、無功上限、無功下限，表示風電等值機調節ΔQ_g后風電等值機無功應在上下限范圍內；

(2-2)求解上述步驟(2-1)的海上升壓站高壓側母線電壓正常的二次規劃模型，得到各風場內等值發電機的無功調節量ΔQ_g；

(2-3)根據步驟(2-2)的無功調節量ΔQ_g，利用下式，計算得到區域中各海上風電場的陸上開關站高壓側母線的電壓調節量ΔV_H：

ΔV_H＝C_hgΔQ_g (3)

其中，C_hg為海上風電匯集區內風場等值機組調節量對各風場陸上開關站母線的電壓靈敏度矩陣，將電壓調節量ΔV_H疊加到控制母線的當前電壓值V_Hreal上，得到控制母線電壓的設定值V_Hset；

V_Hset＝V_Hreal+ΔV_H

將V_Hset下發到區域中各海上風電場AVC子站中，由各AVC子站完成風場內的無功調節；

(3)對海上升壓站高壓側母線的當前電壓V_s′進行判斷，若區域中部分海上風場的海上升壓站高壓側母線電壓已經越限，即或則以海上升壓站高壓側母線電壓安全和中樞母線電壓優化作為復合目標，對該海上風電匯集區執行以下計算步驟：

(3-1)建立一個海上升壓站高壓側母線電壓越限的二次規劃模型：

公式(4)為海上升壓站高壓側母線電壓越限的二次規劃模型的目標函數，海上升壓站高壓側母線電壓越限的二次規劃模型的約束條件集與公式(2)相同，其中表示其電壓校正值，計算方法如下：

其中，和表示風場的海上升壓站高壓側母線的電壓下限和電壓上限，δ_s為電壓校正的死區，對220kV母線可以取0.5～1.0kV；

(3-2)利用步驟(2-2)和步驟(2-3)的方法，計算區域中各風場的陸上開關站高壓側母線的電壓調節指令，并下發到區域中各海上風電場AVC子站中，由各AVC子站完成風場內的無功調節，

(4)返回步驟1繼續處理下一個海上風電匯集區，直至所有海上風電匯集區均處理完成，實現海上風電匯集區的電網二級電壓控制。