[发明专利]风电场的无功优化方法和装置

权利要求书

1.一种风电场的无功优化方法，其特征在于，包括：

求解无功优化目标函数的最小值，以获得关于每个无功补偿装置的目标控制变量的取值；所述无功优化目标函数中包括风力发电系统中的有功网损和无功补偿装置的有功损耗，各所述无功补偿装置的有功损耗根据对应的目标控制变量得到，所述无功补偿装置包括：静止型动态无功补偿器与静止型动态无功发生器中的至少一种和变流器；

根据所述目标控制变量的取值，计算得到每个所述无功补偿装置的目标无功出力值；

向每个所述无功补偿装置对应发送无功功率控制指令，所述无功功率控制指令中携带对应的目标无功出力值，以使每个所述无功补偿装置根据对应的目标无功出力值调整自身的当前无功出力大小；

其中，所述无功优化目标函数包括：变流器的有功损耗，变流器网侧至箱体变压器低压侧线路的有功损耗，箱体变压器的有功损耗，箱体变压器的高压侧至集电杆线路的有功损耗，集电杆至升压站低压侧线路的有功损耗，静止型动态无功补偿器的有功损耗，静止型动态无功发生器的有功损耗，以及升压站变压器的有功损耗。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无功优化目标函数具体表示为：

其中，ΔP_Ci为第i个风力发电机的变流器的有功损耗，ΔP_L1i为第i个风力发电机的变流器网侧至其箱体变压器低压侧线路的有功损耗，ΔP_Ti为第i个风力发电机的箱体变压器的有功损耗，ΔP_L2i为第i个风力发电机的箱体变压器的高压侧至集电杆线路的有功损耗，ΔP_Lj为第j个集电杆至升压站低压侧线路的有功损耗，ΔP_SVC为静止型动态无功补偿器的有功损耗，ΔP_SVG为静止型动态无功发生器的有功损耗，ΔP_T2为升压站变压器的有功损耗，n为风电场中风力发电机的数量，m为集电线路的数量。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于，所述变流器的有功损耗包括二极管和绝缘栅双极型功率管的有功损耗；

所述方法，还包括：根据所述静止型动态无功补偿器中电容支路的有功损耗，电抗支路的损耗比例，电容支路的有功容量以及所述静止型动态无功补偿器的无功功率确定所述静止型动态无功补偿器的有功损耗，其中，所述静止型动态无功补偿器的无功功率为对应有功损耗的目标控制变量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述二极管的有功损耗表示为：

所述绝缘栅 双极型功率管的有功损耗表示为：

I_m表示为：

其中，f_s为所述变流器的开关频率，E_rec为所述二极管在参考电压V_ref和参考电流I_ref下的反向恢复能量损耗，V_dc为所述变流器的直流侧的电压，I_m为所述变流器的峰值电流，E_on和E_off分别为参考电压V_ref和参考电流I_ref下的开通与关断能量损耗，P_t为所述变流器在t时刻的有功功率，U₁为所述变流器的交流侧线的有效电压，为所述变流器的功率因数角，所述为变流器的有功损耗对应的目标控制变量。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述静止型动态无功发生器的无功功率、损耗比以及固定损耗，确定所述静止型动态无功发生器的有功损耗，所述静止型动态无功发生器的无功功率为对应有功损耗的目标控制变量；或者，

根据所述静止型动态无功发生器的无功功率以及所述静止型动态无功发生器的逆变器的输出电压比所述静止型动态无功发生器的接入点电压滞后的角度，确定所述静止型动态无功发生器的有功损耗，所述静止型动态无功发生器的无功功率为对应有功损耗的目标控制变量。