[发明专利]一种考虑DFIG无功出力能力的风电场无功优化控制方法

说明书

发明公开了一种考虑DFIG无功出力能力的风电场无功优化控制方法，包括：获取大规模风电场内各台DFIG系统数据及预测数据；结合风力机的动力学模型，计算各台DFIG的有功出力预测值；结合DFIG的无功出力特性，计算各台DFIG的无功出力上下限；以风电场内部有功网损最小、无功裕度最大以及公共并网点电压偏差最小为目标，建立多目标优化函数；以DFIG无功出力上下限、SVC无功出力上下限以及公共并网点电压偏差为约束条件，建立约束条件函数；采用遗传算法对所述优化目标函数和所述约束条件组成的优化模型进行求解，形成满足要求的风电场无功优化控制方法。

技术领域

本发明属于风电场运行控制技术领域，尤其涉及一种考虑DFIG无功出力能力的风电场无功优化控制方法。

背景技术

随着大规模风电场装机容量的不断增大，研究风电场内部功率分配对于提高系统安全性、经济性和稳定性具有重要意义，DFIG的广泛使用也使得风电场具备了进一步实施无功优化控制的条件。研究风电场内部无功优化控制，需要考虑以下几个方面：1.合理安排每台DFIG有功、无功出力，减小风电场内部有功损耗；2.充分利用DFIG无功出力能力，提高风电场无功裕度；3.提高风电场公共并网点电压质量，减小风电场对接入系统电压稳定性的影响。

目前，国内外学者的研究大多集中在风电场无功补偿装置容量、运行特性及控制策略上，并没有考虑风电场层面上无功优化控制，更没有充分利用好DFIG的无功出力能力。因此，建立一种考虑DFIG无功出力能力的风电场无功优化控制方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种考虑DFIG无功出力能力的风电场无功优化控制方法，旨在充分利用DFIG无功出力能力，减小风电场内部损耗、提高风电场无功裕度、减小并网点电压偏差。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种考虑DFIG无功出力能力的风电场无功优化控制方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：获取大规模风电场各台DFIG系统数据及预测数据；

步骤2：结合风力机的动力学模型，计算各台DFIG的有功出力预测值；

步骤3：结合DFIG的无功出力特性，计算各台DFIG的无功出力上下限；

步骤4：以风电场内部有功网损最小、无功裕度最大以及公共并网点电压偏差最小为目标，建立多目标优化函数；

步骤5：以DFIG无功出力上下限、SVC无功出力上下限以及公共并网点电压偏差为约束条件，建立约束条件函数；

步骤6：采用遗传算法对所述优化目标函数进行求解，且满足所述约束条件，形成满足要求的风电场无功优化控制方法。

进一步地，所述步骤1包括，获取风电场内N台DFIG风电机组所处位置的风速预测值：v_∑＝{v₁,v₂,…,v_N}。

进一步地，所述步骤2包括，

步骤201：根据风力机动力学模型，计算通过风力机扫掠面的功率值为其中，R为风力机叶片半径，ρ_空气为空气密度，V_w为风力机输入风速；

步骤202：引入风能利用率C_p表征风力机捕捉风能的能力，则DFIG的有功出力预测值为其中，C_p为最大风能利用率。

进一步地，所述步骤3包括，