[發(fā)明專利]一種多風(fēng)電場(chǎng)鏈?zhǔn)浇尤腚娋W(wǎng)的電壓無功協(xié)調(diào)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110863513.5
• 申請(qǐng)日: 2021-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN113725927A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐堅(jiān);穆鋼;夏暉;蘇建濤;岳俊紅;張博;馮江哲;嚴(yán)干貴;黃亞峰;錢偉強(qiáng);朱登寶;周銀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 龍?jiān)矗ū本╋L(fēng)電工程技術(shù)有限公司;東北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/50
• 分類號(hào): H02J3/50
• 代理公司: 吉林市達(dá)利專利事務(wù)所 22102
• 代理人: 陳傳林

1.一種多風(fēng)電場(chǎng)鏈?zhǔn)浇尤腚娋W(wǎng)的電壓無功協(xié)調(diào)控制方法，其特征是，包括以下內(nèi)容：

1)建立風(fēng)電場(chǎng)鏈?zhǔn)浇尤腚娋W(wǎng)運(yùn)行的簡(jiǎn)化拓?fù)淠Ｐ?/p>

①選擇平衡節(jié)點(diǎn)

將風(fēng)電場(chǎng)群接入電網(wǎng)匯聚站作為模型的平衡節(jié)點(diǎn)，平衡節(jié)點(diǎn)電壓記為相量形式為：

式中，Ust為平衡節(jié)點(diǎn)電壓幅值，θst為平衡節(jié)點(diǎn)電壓相角；

由于平衡節(jié)點(diǎn)與電網(wǎng)相連，所以平衡節(jié)點(diǎn)電壓是隨時(shí)間而不斷發(fā)生改變的，整體控制策略是動(dòng)態(tài)調(diào)整過程；

②確定風(fēng)電場(chǎng)考核節(jié)點(diǎn)

模型中保留風(fēng)電場(chǎng)被電網(wǎng)進(jìn)行電壓考核用的母線節(jié)點(diǎn)確定為風(fēng)電場(chǎng)考核節(jié)點(diǎn)，各風(fēng)電場(chǎng)考核母線電壓記為相量形式為：

式中，Ui為被考核的第i個(gè)風(fēng)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)電壓幅值，θi為相應(yīng)風(fēng)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)電壓相角；

③連接各考核母線的線路

連接各考核母線的線路阻抗參數(shù)記為Z_L.ij，滿足(3)式：

Z_L.ij＝R_L.ij+jX_L.ij (3)

式中，R_L.ij為被考核的第i個(gè)風(fēng)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)與第j個(gè)風(fēng)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)之間線路電阻，X_L.ij為相應(yīng)線路電抗；

導(dǎo)納參數(shù)記為Y_L.ij，滿足(4)式：

Y_L.ij＝G_L.ij+B_L.ij (4)

式中，G_L.ij為被考核的第i個(gè)風(fēng)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)與第j個(gè)風(fēng)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)之間線路電導(dǎo)，B_L.ij為相應(yīng)線路對(duì)地電納；

2)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)無功資源投入率的定義為：

式中，Q_i為無功資源投入量，Q_i.max為相應(yīng)風(fēng)場(chǎng)配置的無功補(bǔ)償設(shè)備容量；

3)在滿足風(fēng)電場(chǎng)母線電壓滿足電網(wǎng)下發(fā)的考核范圍時(shí)，使得系統(tǒng)中所有的無功設(shè)備使用量最少，求解出滿足相關(guān)約束條件時(shí)的最優(yōu)解；

目標(biāo)函數(shù)為：

等式約束條件為：

式中：P_i、Q_i分別為模型中第i個(gè)節(jié)點(diǎn)注入的有功功率和無功功率；U_i為相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的電壓幅值；G_ij和B_ij分別為模型中i節(jié)點(diǎn)和j節(jié)點(diǎn)的互導(dǎo)納；G_ii和B_jj分別為模型中i節(jié)點(diǎn)和j節(jié)點(diǎn)的自導(dǎo)納；θ_ij為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j的電壓相角差；

不等式約束包括風(fēng)電場(chǎng)考核母線運(yùn)行電壓約束和風(fēng)電場(chǎng)無功設(shè)備容量約束，分別(8)式和(9)式：

a.考核母線運(yùn)行電壓約束：

U_i.refmin＜U_i＜U_i.refmax (8)

式中，U_i為考核母線實(shí)際運(yùn)行電壓值，U_i.refmin和U_i.refmax分別為電網(wǎng)下發(fā)的母線電壓容許達(dá)到的電壓最小值和最大值，即母線電壓運(yùn)行在最小值和最大值范圍內(nèi)認(rèn)為電壓合格；

b.風(fēng)電場(chǎng)無功設(shè)備容量約束：

Q_i.min≤Q_i≤Q_i.max (9)

式中，Q_i為風(fēng)電場(chǎng)的無功出力值，Q_i.max、Q_i.min分別為各風(fēng)場(chǎng)無功出力上、下限值；

4)求解2)、3)中提出的最優(yōu)化問題，對(duì)于簡(jiǎn)化拓?fù)淠Ｐ停黠L(fēng)電場(chǎng)考核母線電壓運(yùn)行在約束范圍時(shí)每個(gè)考核節(jié)點(diǎn)需要的最少無功投入量Q_i.opt，設(shè)某一考核節(jié)點(diǎn)i下屬有m個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，則需要對(duì)Q_i.opt進(jìn)行無功分配，分配方式為按下屬各風(fēng)電場(chǎng)無功設(shè)備容量比例進(jìn)行分配，第i個(gè)考核節(jié)點(diǎn)下屬第j個(gè)風(fēng)電場(chǎng)分配的無功出力Q_i.optj為：

其中，Q_i.z.j為第i個(gè)考核節(jié)點(diǎn)下屬第j個(gè)風(fēng)電場(chǎng)無功資源總?cè)萘浚?/p>

5)確定各風(fēng)電場(chǎng)的具體無功出力，應(yīng)考慮風(fēng)電場(chǎng)原拓?fù)渲幸蚓€路和變壓器環(huán)節(jié)產(chǎn)生的無功功率損耗，利用公式(10)得到的各風(fēng)電場(chǎng)無功優(yōu)化分配結(jié)果Q_i.opt,j，計(jì)及變壓器和線路在傳輸過程中的無功損耗，進(jìn)而得到優(yōu)化后各風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際的優(yōu)化后無功出力Q_i.final.j，公式如下：

Q_i.final.j＝Q_i.opt.j+ΔQ_i.L.j+ΔQ_i.T.j (11)

式中，ΔQ_i.L.j為風(fēng)電場(chǎng)原拓?fù)渲幸蚪?jīng)過傳輸線路產(chǎn)生的無功損耗；ΔQ_i.T.j為風(fēng)電場(chǎng)原拓?fù)渲幸蚪?jīng)過變壓器產(chǎn)生的無功損耗；

6)通過前述的分析，確定了各風(fēng)電場(chǎng)最終的無功投入量目標(biāo)值，各風(fēng)電場(chǎng)按此目標(biāo)值進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)。