[發(fā)明專利]一種基于目標(biāo)級聯(lián)分析法的海上風(fēng)電與柔直協(xié)同的黑啟動(dòng)優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211423274.2
• 申請日: 2022-11-15
• 公開（公告）號: CN115964847A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓華春;李強(qiáng);呂振華;唐偉佳;鄒小明;任必興;汪成根
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇省電力試驗(yàn)研究院有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06;G06F111/04;G06F119/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 向文

1.一種基于目標(biāo)級聯(lián)分析法的海上風(fēng)電與柔直協(xié)同的黑啟動(dòng)優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：建立海上風(fēng)電輸電網(wǎng)絡(luò)與柔直系統(tǒng)輸電網(wǎng)絡(luò)的黑啟動(dòng)優(yōu)化模型，優(yōu)化目標(biāo)是系統(tǒng)停電總成本最小；

S2：基于黑啟動(dòng)優(yōu)化模型，建立海上風(fēng)電端黑啟動(dòng)子問題優(yōu)化模型；

S3：基于黑啟動(dòng)優(yōu)化模型，建立柔直端黑啟動(dòng)子問題優(yōu)化模型；

S4：采用混合整數(shù)二次規(guī)劃求解海上風(fēng)電端黑啟動(dòng)子問題優(yōu)化模型和柔直端黑啟動(dòng)子問題優(yōu)化模型；

S5：當(dāng)監(jiān)測到停電事故發(fā)生時(shí)，通過海上風(fēng)電端黑啟動(dòng)子問題優(yōu)化模型和柔直端黑啟動(dòng)子問題優(yōu)化模型協(xié)同解決黑啟動(dòng)子問題，實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)優(yōu)化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于目標(biāo)級聯(lián)分析法的海上風(fēng)電與柔直協(xié)同的黑啟動(dòng)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S1中黑啟動(dòng)優(yōu)化模型的建立具體為：

海上風(fēng)電輸電網(wǎng)絡(luò)與柔直系統(tǒng)輸電網(wǎng)絡(luò)的黑啟動(dòng)優(yōu)化模型目標(biāo)函數(shù)為系統(tǒng)停電總成本最小，具體公式為：

minF＝C_Wind(x_w,X_w)+C_h(x_h,X_h)?(1)

式中，F(xiàn)為海上風(fēng)電與柔直系統(tǒng)停電總成本，C_Wind為海上風(fēng)電停電成本函數(shù)，C_h為陸上柔直端停電成本函數(shù)，x_w為海上風(fēng)電場黑啟動(dòng)優(yōu)化變量，X_w為海上風(fēng)電場與柔直系統(tǒng)耦合變量，x_h為陸上柔直端黑啟動(dòng)優(yōu)化變量，X_h為柔直端與海上風(fēng)電場耦合變量；

基于目標(biāo)級聯(lián)分析方法，對于海上風(fēng)電場黑啟動(dòng)優(yōu)化變量，每個(gè)黑啟動(dòng)時(shí)間步長的海上風(fēng)電場與陸上柔直端的交互功率需滿足以下約束：

式中，P_w,t、Q_w,t為海上風(fēng)電場在時(shí)間步長t的等效有功、無功功率，P_h,t、Q_h,t為陸上柔直端在時(shí)間步數(shù)t的等效有功、無功功率，為黑啟動(dòng)時(shí)間步長{1,2,…,t,…,T_BS}的集合，T_BS為黑啟動(dòng)的時(shí)間步長；等效功率的正方向定義為從海上風(fēng)電場流向陸上柔直端；

根據(jù)ATC方法的分解與協(xié)調(diào)策略，將公式(2)作為懲罰函數(shù)加入黑啟動(dòng)優(yōu)化模型目標(biāo)函數(shù)，并分別在海上風(fēng)電端和陸上柔直端的黑啟動(dòng)優(yōu)化子問題中求解。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于目標(biāo)級聯(lián)分析法的海上風(fēng)電與柔直協(xié)同的黑啟動(dòng)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S2具體為：

給出海上風(fēng)電端黑啟動(dòng)子問題優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)，海上風(fēng)電端黑啟動(dòng)子問題優(yōu)化的目標(biāo)是使停電成本最小化目標(biāo)函數(shù)表示方法如下：

式中，ω^P、ω^Q、γ^P、γ^Q為等效有功和無功功率的拉格朗日懲罰系數(shù)；和為海上風(fēng)電場在時(shí)間步長t計(jì)劃流向陸上柔直端的等效有功和無功功率；

建立約束條件，包括系統(tǒng)恢復(fù)指標(biāo)約束、機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間約束、風(fēng)電機(jī)組最大出力約束、機(jī)組爬坡約束、傳輸線路平衡約束、電壓約束、頻率約束以及備用容量約束。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于目標(biāo)級聯(lián)分析法的海上風(fēng)電與柔直協(xié)同的黑啟動(dòng)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S2中，

系統(tǒng)恢復(fù)指標(biāo)約束指海上風(fēng)電機(jī)組和陸上柔直負(fù)荷只有在連接的母線恢復(fù)后才能連接，并且非黑啟動(dòng)發(fā)電機(jī)只有在連接的母線恢復(fù)后才能啟動(dòng)；機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間約束指海上風(fēng)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間要大于等于其最小啟動(dòng)時(shí)間；風(fēng)電機(jī)組最大出力約束指海上風(fēng)電機(jī)組實(shí)際有功出力要小于等于其額定最大出力值；機(jī)組爬坡約束限制了機(jī)組出力的變化率，表示設(shè)定時(shí)間內(nèi)機(jī)組出力增大或減小是有設(shè)定范圍的；傳輸線路平衡約束表征的是整個(gè)海上風(fēng)電端和陸上柔直端的電力平衡，在任意時(shí)刻系統(tǒng)的有功和無功都是平衡的；電壓約束指的是聯(lián)絡(luò)母線上的電壓不越限；頻率約束是指系統(tǒng)在黑啟動(dòng)過程中頻率必須始終維持在正常波動(dòng)范圍內(nèi)，不能越限；備用容量約束指的是黑啟動(dòng)過程中備用機(jī)組的容量必須大于等于標(biāo)準(zhǔn)要求的最低限度。