[发明专利]一种含多源电网的无延时最优无功协调控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统运行控制技术领域，具体是一种含多源电网的无延时最优无功协调控制系统及方法。

背景技术

为了提高网内薄弱节点电压水平和稳定欲度，避免电网大面积电压崩溃甚至解列，实现电力系统的稳定运行，要求电网实现无功潮流的有效控制，然而，随着风电与光伏发电大量接入电网，电网内电源种类和结构发生巨大变化，对于这类含多源电网，由于新能源受自然条件影响大，出力具有随机性和波动性，所以除了作为受电端的负荷变化会引起网内节点电压的波动，作为送电端的新能源发电系统出力的随机波动也将造成网内无功潮流的改变，致使节点电压发生波动，这使得网内薄弱节点电压水平和稳定裕度大幅降低，含多源电网的无功控制问题更为复杂和困难。截止目前，没有针对考虑含多源电网的无功功率控制方法和独立装置，电网无功控制技术以自动电压控制AVC为主，依据实时采集网内各节点的潮流信息，进行最优计算后的统一分层调控，而风电场主要采用监测并网点电压进行实时控制，控制策略有模糊控制、智能控制、分层控制等。这些控制手段的调控结果都延后于潮流信息采集时刻的网络状态，控制延时期间，风力发电系统和光伏发电系统的随机性和不确定性会使得当前实际网络状态(即控制实际作用时间点)与采集时刻网络状态存在较大差异，降低控制效果，甚至可能恶化网内无功功率的平衡，严重影响电网的稳定运行。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种含多源电网的无延时最优无功协调控制系统及方法。其目的是能够实现无延时最优准确控制含多源电网网内无功潮流，避免现有电网无功潮流调节方法的调控结果都延后于潮流信息采集时刻的网络状态，控制延时期间。

为达到上述发明目的，本发明是通过以下方式实现的：

一种含多源电网的无延时最优无功协调控制方法，包括以下步骤：

步骤1：获取含多源电网历史时刻的气象因素和电网潮流信息；

步骤2：根据获取的含多源电网历史时刻的气象因素和电网潮流信息，利用弱分类器训练目标数据的预测模型；目标数据包括整网电压最薄弱节点无功功率、整网网损值、整网电压最薄弱节点电压幅值和整网电压最薄弱节点的电压稳定裕度；

步骤3：根据各目标数据的预测模型H(x⁰,y₁⁰)＝C、当前时刻及历史时刻的气象因素和电网潮流因素，预测未来时刻的整网电压最薄弱节点无功功率，将y₁⁰换为其他目标样本集y⁰中的元素，重复整个过程，能够预测未来时刻的整网网损值、整网电压最薄弱节点电压幅值和整网电压最薄弱节点的电压稳定裕度；

步骤4：以预测的未来时刻的整网电压最薄弱节点无功功率、整网网损值、整网电压最薄弱节点电压幅值和整网电压最薄弱节点的电压稳定裕度为输入，以未来时刻的最优风场并网节点位置的无功功率、最优光伏电站并网点、最优SVG并网节点位置的无功功率、最优火电并网节点位置的无功功率、最优负荷的无功功率为输出，该模型以整网电压最薄弱节点无功功率最小，整网网损值最小，整网电压最薄弱节点电压幅值距离额定不超过5％，整网最薄弱节点电压稳定裕度最大为目标，以潮流方程为等式约束，以各个发电机功率极限、线路功率传输极限和节点电压极限为不等式约束，建立含多源电网的无延时最优无功协调优化模型；

步骤5：根据预测的未来时刻的整网电压最薄弱节点无功功率、整网网损值、整网电压最薄弱节点电压幅值和整网电压最薄弱节点的电压稳定裕度，利用含多源电网的无延时最优无功协调优化模型得到未来时刻的最优风场并网节点的无功功率、最优光伏电站并网点位置的无功功率、最优SVG并网节点的无功功率、最优火电并网节点位置的无功功率、最优负荷的无功功率；

步骤6：根据未来时刻的最优风场并网节点的无功功率、最优光伏电站并网点位置的无功功率、最优SVG并网节点的无功功率、最优火电并网节点位置的无功功率、最优负荷的无功功率、最优负荷的无功功率设定风力发电系统无功参考值、光伏发电系统的无功参考值、火电发电系统的无功参考值和SVG的无功参考值，风力发电系统、光伏发电系统、火电发电系统和SVG按照无功参考值进行调节；

步骤7：分别判断风力发电系统无功参考值、光伏发电系统的无功参考值或风电发电系统的无功参考值是否超出各个发电机功率极限、线路功率传输极限和节点电压极限，是，则执行步骤8，否则返回步骤3；

步骤8：若当前电网处于容性无功功率过剩，则增加电网感性无功功率；若当前电网处于容性无功功率不足，则增加电网的容性无功功率。