[发明专利]一种含经风电场并网VSC-HVDC的最优潮流计算方法及装置

说明书

本发明公开了一种含经风电场并网VSC‑HVDC的最优潮流计算方法，包括如下步骤：建立风电场的有功出力模型和计及换流器损耗的VSC‑HVDC的数学模型；采用自回归滑动平均模型和基于Kantorovich距离的场景削减策略模拟风电功率的不确定性，根据所述风电场的功率模型获取有限个风电场景集；采用内点法对所述有限个风电场景集和所述计及换流器损耗的VSC‑HVDC的数学模型进行最优潮流计算，得到输出变量的数字特征。本发明公开的含经风电场并网VSC‑HVDC的最优潮流计算方法能有效解决现有技术无法获得准确的输出变量的数字特征，计算过程复杂和计算效率低的问题。本发明实施例还公开了一种含经风电场并网VSC‑HVDC的最优潮流计算装置。

技术领域

本发明涉及电力系统分析领域，尤其涉及一种含经风电场并网VSC-HVDC的最优潮流计算方法及装置。

背景技术

基于电压源换流器(VSC)和脉宽调制(PWM)技术的新一代高压直流输电技术(Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current，VSC-HVDC)可实现有功和无功快速解耦控制，为大规模风电等新能源的顺利并网提供了有力支撑，使电力系统朝着更加绿色和智能化的方向迅猛发展。因此风电场经VSC-HVDC并网是未来风电的发展趋势。

由于风电具有随机性、不确定性的特点，因此风电的大规模并网会对电力系统的安全稳定运行带来巨大的挑战。最优潮流是当前电力系统运行规划最主要工具之一，因此有必要对风电经VSC-HVDC并网的最优潮流模型进行深入分析。

VSC-HVDC的数学模型与传统直流输电相比，存在较大差异，因此传统的交直流系统最优潮流计算无法直接应用于含VSC-HVDC的交直流系统。

现有技术中，处理风电不确定性最优潮流的方法主要分为2类：

(1)概率最优潮流，概率最优潮流计及随机变量的概率信息，根据输入变量的概率分布得到状态变量的概率分布，但该方法无法获得准确的输出变量的数字特征。

(2)随机最优潮流，将变量的随机性转化为约束，该方法求解过程较为复杂，计算效率不高。

发明内容

本发明实施例提供一种含经风电场并网VSC-HVDC的最优潮流计算方法，能有效解决现有技术无法获得准确的输出变量的数字特征，计算过程复杂和计算效率低的问题。

本发明实施例一提供一种含经风电场并网VSC-HVDC的最优潮流计算方法，包括以下步骤：

建立风电场的有功出力模型和计及换流器损耗的VSC-HVDC的数学模型；

采用自回归滑动平均模型和基于Kantorovich距离的场景削减策略模拟风电功率的不确定性，根据所述风电场的功率模型获取有限个风电场景集；

采用内点法对所述有限个风电场景集和所述计及换流器损耗的VSC-HVDC的数学模型进行最优潮流计算，得到输出变量的数字特征。

作为上述方案的改进，所述建立风电场的有功出力模型的方法如下式(1)所示：

式中，ρ为空气密度；v为风机风速；r为机组风轮半径；Cp为机组风能利用系数，即叶尖速比λ的函数，其中λ＝r/νω，ω为风轮角速度；v_in、v_Rate、v_out分别为风电机组的切入风速、额定风速和切出风速；P_Rate为风电机组的额定功率；当风速高于v_in时，风机启动并网运行；当风速大于v_Rate时，风机以额定功率输出；当风速低于v_in或高于v_out时，风机停机并退出电网运行。