[發明專利]一種多風電場鏈式接入電網的電壓無功協調控制方法

在審

• 申請號: 202110863513.5
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113725927A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 唐堅;穆鋼;夏暉;蘇建濤;岳俊紅;張博;馮江哲;嚴干貴;黃亞峰;錢偉強;朱登寶;周銀
• 申請（專利權）人: 龍源（北京）風電工程技術有限公司;東北電力大學
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

本發明是一種多風電場鏈式接入電網的電壓無功協調控制方法，其特征是，建立風電場接入電網運行簡化模型包括平衡節點，風電場被考核節點及連接各節點支路。定義風電場無功資源投入率η_i，以各風電場η_i總和最小為目標，以風電場有功、無功平衡為等式約束，風電場母線運行電壓范圍和無功設備容量為非等式約束。利用迭代求解得出風電場電壓運行在合格范圍所需無功最少投入量，再根據各風電場無功資源容量分配得到各風電場無功出力，將各風電場無功出力代入風電場原拓撲計算無功損耗，得到各風電場最終無功優化值，各風電場采用最終無功優化值進行調節，從而達到風電場群中考核節點電壓合格率整體提升，以改善風電場運行經濟性。

技術領域

本發明涉及風電場接入電網運行控制，具體涉及一種多風電場鏈式接入電網的電壓無功協調控制方法。

背景技術

當大規模風電接入電網時，由于風機出力具有隨機性、間歇性、不可控性等特點，造成風電場內部母線以及風電場與電網連接母線電壓大幅度波動，風電場接入電網的電壓穩定性面臨挑戰。在風電大規模接入電網的新形勢下，電網要求風電場配置無功調控資源和自動電壓控制系統(automatic voltage control，AVC)。其中風電場AVC系統的功能是通過動態調節無功投入量，追蹤電網下發的電壓目標值，使被考核的風電場母線電壓運行在合格范圍內。對于采用鏈式接入電網的風電場群而言，其場間電氣連接緊密，各母線之間電壓互相牽制，以獨立的單風電場AVC控制系統沒有考慮風電場群中場間電壓耦合性，導致風電場群整體電壓合格率較低，在實際控制中無法滿足電網對風電場母線電壓合格率的考核要求。

發明內容

本發明的目的是，克服現有技術存在的不足，提出一種科學合理，適用性強，效果佳的多風電場鏈式接入電網的電壓無功協調控制方法。

實現本發明目的采用的技術方案是，一種多風電場鏈式接入電網的電壓無功協調控制方法，其特征是，包括以下內容：

1)建立風電場鏈式接入電網運行的簡化拓撲模型

①選擇平衡節點

將風電場群接入電網匯聚站作為模型的平衡節點，平衡節點電壓記為相量形式為：

式中，Ust為平衡節點電壓幅值，θst為平衡節點電壓相角；

由于平衡節點與電網相連，所以平衡節點電壓是隨時間而不斷發生改變的，整體控制策略是動態調整過程；

②確定風電場考核節點

模型中保留風電場被電網進行電壓考核用的母線節點確定為風電場考核節點，各風電場考核母線電壓記為相量形式為：

式中，Ui為被考核的第i個風場節點電壓幅值，θi為相應風場節點電壓相角；

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個風場節點與第j個風場節點之間線路電阻，X_L.ij為相應線路電抗；導納參數記為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個風場節點與第j個風場節點之間線路電導，B_L.ij為相應線路對地電納；