[发明专利]一种系统恢复过程中的双馈风场无功出力优化方法

说明书

本发明公开了一种系统恢复过程中的双馈风场无功出力优化方法，其特征在于:利用双馈风机自身的无功调节能力对已恢复系统进行无功优化,包括以下步骤:步骤一:对双馈风场的数学模型进行分析推导，得出其P‑Q曲线以及其有功出力、无功出力之间的定量关系；步骤二:以双馈风机无功调节范围、系统潮流约束为约束条件，建立以系统网损、节点电压偏移最小为目标的双馈风场无功出力优化模型；步骤三：采用人工蜂群算法求解无功优化模型，得到系统风电无功投入方案。利用本发明得到的双馈风场无功出力方案能够大大降低已恢复系统的有功损耗、节点电压偏移值，满足了系统恢复过程中的电网安全约束。

技术领域

本发明属于电网技术领域，尤其涉及一种系统恢复过程中的双馈风场无功出力优化方法。

背景技术

近年来，风力发电作为最具发展潜力的可再生能源发电技术在中国得到了快速发展。由于风能随机性和间歇性的特点，高风电穿透功率下的无功电压问题是目前风电场并网运行中最为突出的问题之一。

目前，国内新建风电场主要采用变速恒频双馈感应风电机组，通常采用在风电场出口母线上安装大容量的电容器组或静止无功补偿装置来调节并网点电压。但该方法不但没有充分发挥双馈感应风电机组快速灵活的无功调节能力，而且还会因其高昂的配置费用而大大增加风电场建设成本。

当双馈电机风电场在配电网中渗透率较高时，将双馈电机风电场作为连续无功源参与到接入配电网的无功电压控制中，可解决传统配电网难以实现电压连续调节的问题，并能节省在风电场并网母线安装大容量无功补偿装置产生的费用。

因此，需要一种一种系统恢复过程中的双馈风场无功出力优化方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种系统恢复过程中的双馈风场无功出力优化方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种系统恢复过程中的双馈风场无功出力优化方法，包括如下步骤：步骤一、对双馈风场的数学模型进行分析推导，得出其P-Q曲线以及其有功、无功容量间的定量关系。

步骤二、建立以系统网损、节点电压偏移最小为目标的双馈风场无功出力优化模型。

步骤三、采用人工蜂群算法求解无功优化模型，得到最优的系统风电无功投入方案。

更进一步的，步骤一中所述的对双馈风场的数学模型进行分析推导，得出其P-Q曲线以及其有功、无功容量间的定量关系。具体步骤为：

步骤1-1，根据双馈风机数学模型确定风机有功、无功出力间的关系。

双馈感应风电机组定子侧有功功率P_S和无功功率Q_S可表示为：

式中：U_S为定子侧电压；I_S为定子绕组电流；X_S为定子漏抗；X_M为励磁电抗；I_S为转子侧变换器电流。双馈感应风电机组输出的有功功率P_T为定子侧有功功率P_S和转子侧有功功率P_R的代数和，Qt是指整个风机的无功出力，Qs单指风机定子侧的无功出力，转子侧无功出力Qr忽略不计的，s为异步电机的转差率，即：

P_T＝P_S+P_R

P_T＝(1-s)P_S

由此可得双馈风机有功出力和无功出力间的关系：