[发明专利]计及风速的分散式风电并网无功电压三层结构调控方法

说明书

本发明提供了一种计及风速的分散式风电并网无功电压三层结构调控方法，涉及电力系统新能源无功功率协调控制技术领域，包括：基于风速波动性的无功功率预测层；考虑多时间尺度的无功功率整定层；无功功率分配层，无功功率分配层又分为三种分配方法，即不同节点之间无功功率分配方法，同一节点不同风电机组之间无功功率分配方法，风电机组内部的无功功率分配方法；对传统的配电网无功功率控制技术进行修正得到计及风速的分散式风电并网无功电压三层结构调控方法。考虑分散式风电的接入特点，通过无功功率预测层，无功功率整定层，无功功率分配层，进而实现计及风速的分散式风电并网无功电压三层结构调控方法。

技术领域

本发明涉及电力系统新能源无功功率协调控制技术领域，尤其是涉及计及风速的分散式风电并网无功电压三层结构调控方法。

背景技术

近年来，风电作为最具有商业前景的清洁能源十分受重视。风力发电发展非常迅速，但给所接入的电力系统带来了很多问题。我国出台相关的政策来促进分散式风电大力发展。分散式风电是指将各DFIG以分散而非集中的形式通过多个节点并入配电网。风速的随机特性和波动特性会使配电网的电压和潮流随风速频繁发生变化，影响了其所接入的配电网的正常运行。所以研究分散式风电接入配电网的无功控制方法，在某种程度上可以帮助解决问题。而大规模风电场以集中的方式接入配电网，这会使风力发电的功率传输发生问题，也会导致配电网发生不安全，不稳定的运行情况。因此，可以使风电机组就地接入配电网，所以关于分散式风电的相关研究受到广泛的关注。最近几年，我国对于分散式风电的主要研究集中于对于风电并网政策的制定与实施。

风电场通常接入弱电网的末端，有功出力与风速相关，随风速改变而发生改变，而有功出力与传输用的电缆和输变电设备所消耗的无功功率相关，所以会导致风电场接入的配电网潮流和电压发生波动。风电机组接入配电网后将使配电网的潮流发生改变，对配电网络的网损、电压稳定等方面造成影响。因此，需要计算存在分散式风电机组的配电网的潮流，确定无功补偿方法和配电网相应的电压调节方案，对分散式风电机组安全稳定的运行与可靠接入配电网具有一定的必要性。风电场的无功功率优化是一个多约束，多状态，多变量的非线性优化问题。解决该问题的传统方法包括参数二次规划法、梯度算法、内点法等。这些传统方法具有数据稳定和收敛可靠等特点，但对离散变量的处理存在问题，容易得到局部最优解而非全局最优解。分布式电源应用越来越广泛，输电网和配电网的电压与无功的关系更加紧密，传统输、配电网络的无功优化孤立运行的方式已不适用于有分布式电源接入的配电网。传统的无功功率优化旨在通过控制无功功率补偿器和变压器的分接头变比来达到总传输损耗最小的目标，同时需要满足物理约束和操作约束，例如电压幅度和支路电流在其合理范围内，不可以超过其限度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种计及风速的分散式风电并网无功电压三层结构调控方法，考虑分散式风电的接入特点，通过无功功率预测层，无功功率整定层，无功功率分配层，进而实现计及风速的分散式风电并网无功电压三层结构调控方法。

一种计及风速的分散式风电并网无功电压三层结构调控方法，其特征在于，包括：

预测各风电机组的功率；

计算各风电机组可调无功极限值；

读取预测数据及配电网电气数据，计算所有风电机组无功总和；

选取全网电压最低点作为控制点计算全网无功补偿量；

将所述风电机组无功总和与所述全网无功补偿量进行比较，制定多时间尺度无功整定方法；

运用三种分配方法进行无功功率的分配。

进一步，在预测各风电机组的功率时，根据双馈式风电机组的数学模型以及根据风机空气动力学原理得到风机有功出力，并在预测风电机组所发出的无功功率时风电机组以恒功率因数并网。