[发明专利]风电和光电集中并网的无功电压优化控制方法

说明书

技术领域

本发明属于风电和光电并网控制技术领域，尤其涉及一种风电和光电集中并网的无功电压优化控制方法。

背景技术

为改善能源结构，加强环保建设，大规模风/光发电基地陆续建成，形成了风/光电集中并网的运行模式。风/光电场集群化、规模化加剧了风/光电不稳定性对电网电压的影响，导致电压频繁波动，给无功电压优化控制层次衔接带来困难。因此建立一种适应大规模风/光电集中并网的无功电压优化控制模式具有重要意义。

目前，无功电压优化控制均没考虑大规模风/光电集中并网对电网电压的影响，需要建立一种适应大规模风/光电集中并网的无功电压优化控制模式。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种风电和光电集中并网的无功电压优化控制方法，用于解决大规模风/光电集中并网的随机性和波动性对电网电压造成的影响，以提高电网电压的运行质量。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种风电和光电集中并网的无功电压优化控制方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：在单个风电场/光电场的汇集点设置用于控制单个风电场/光电场的执行站，在风电场/光电场的集群并网点设置用于控制执行站的子站，设置用于控制所有子站的主站；

步骤2：主站通过子站和执行站采集每个风电场/光电场的电力数据，并根据采集的数据计算每个子站的设定电压参考值U_ref；

步骤3：采用3σ法处理设定电压参考值U_ref，得到设定电压参考值区间[U_ref-min,U_ref-max]；

步骤4：调节子站高压侧母线电压，以使其落入设定电压参考值区间[U_ref-min,U_ref-max]中；

步骤5：如果子站高压侧母线电压未落入设定电压参考值区间[U_ref-min,U_ref-max]中，则通过执行站调节风电场/光电场中的设备；具体是，当需要降低电压时，则减少容性补偿设备的投入和/或增加感性补偿设备的投入；当需要提高电压时，则增加容性补偿设备的投入和/或减少感性补偿设备的投入。

所述步骤3具体是：

步骤101：将设定电压参考值U_ref作为数学期望μ，即令μ＝U_ref；

步骤102：计算子站的无功电压控制灵敏度S，其计算公式为其中J_Pθ、J_PV、J_Qθ和J_QV分别为雅各比矩阵，J_Pθ为将ΔP/Δθ的元素列在一起形成的雅各比矩阵，J_PV为将ΔP/ΔV的元素列在一起形成的雅各比矩阵，J_Qθ为将ΔQ/Δθ的元素列在一起形成的雅各比矩阵，J_QV为将ΔQ/ΔV的元素列在一起形成的雅各比矩阵，ΔP、ΔQ、Δθ和ΔV分别为子站的有功微增量、无功微增量、电压相角微增量及幅值微增量；

步骤103：确定每个子站的最小可调节设备的容量值Q_min；

步骤104：根据公式计算方差σ，将[μ-3σ,μ+3σ]作为设定电压参考值区间。

本发明提供的控制方法，综合考虑了大规模风/光电集中接入系统后，电源频繁波动对无功电压优化控制的影响，通过全网优化进行分层控制，同时电压参考值的采用3σ法进行处理，使得优化控制模式能适应风/光电场电压频繁波动的特点，增加实施控制可行性，为实际运行的电力系统提供指导。

附图说明

图1是适应于大规模风电/光电集中并网的三级优化控制体系示意图；

图2是无功优化功能结构示意图；

图3无功电压三级优化控制模式示意图；

图4是一个含大规模风/光电基地的区域电力系统示意图；

图5是一个含大规模风/光电基地的三级无功电压控制结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

实施例1

本发明提供的风电和光电集中并网的无功电压优化控制方法包括：

步骤1：在单个风电场/光电场的汇集点设置用于控制单个风电场/光电场的执行站，在风电场/光电场的集群并网点设置用于控制执行站的子站，设置用于控制所有子站的主站。