[发明专利]风电经柔性直流外送近区的分解协调电压控制方法

权利要求书

1.一种风电经柔性直流外送近区的分解协调电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将经汇集站接入柔性直流的风电场等效为等值风电场，将各个等值风电场和各个直接接入柔性直流的风电场作为独立求解电压控制问题的个体，控制中心初始化设定分解协调电压控制问题的参数并下发至各个风电场：

l＝1

其中，l表示迭代次数，表示第l次迭代时控制中心下发的柔直电压设定值，和分别表示第l次迭代时第w个风电场的分解协调一次罚系数和二次罚系数；

(2)各个风电场分别建立各自对应的电压控制优化子问题；具体如下：

(2-1)对第w个风电场建立优化子问题的目标函数为：

其中，V_i,w表示第w个风电场中第i个节点的电压值，表示第w个风电场中第i个节点的电压设定值，N^w表示第w个风电场中的节点个数，V_vsc,w表示第w个风电场需求的柔直电压设定值；

(2-2)对第w个风电场确定优化子问题的约束条件为：

(2-2-1)节点电压等式约束：

其中，表示第w个风电场中第i个节点的电压基准值，ΔV_i,w表示第w个风电场中第i个节点的电压变化值，表示第w个风电场中第i个节点的电压值对第w个风电场中的第s个风机输出有功功率的灵敏度系数，表示第w个风电场中第i个节点的电压值对第w个风电场中的第s个风机输出无功功率的灵敏度系数，表示第w个风电场中第i个节点的电压值对第w个风电场中的第c个无功补偿装置输出无功功率的灵敏度系数，表示第w个风电场中第i个节点的电压值对第w个风电场需求的柔直电压设定值的灵敏度系数；

(2-2-2)柔直发出的有功功率等式约束：

其中，P_vsc,w表示第w个风电场需求的柔直发出有功功率值，表示第w个风电场需求的柔直发出有功功率基准值，ΔP_vsc,w表示第w个风电场需求的柔直发出有功功率变化值；表示第w个风电场需求的柔直发出有功功率值对第w个风电场中的第s个风机输出有功功率的灵敏度系数、表示第w个风电场需求的柔直发出有功功率值对第w个风电场中的第s个风机输出无功功率的灵敏度系数，表示第w个风电场需求的柔直发出有功功率值对第w个风电场中的第c个无功补偿装置输出无功功率的灵敏度系数，表示第w个风电场需求的柔直发出有功功率值对第w个风电场需求的柔直电压设定值的灵敏度系数；

(2-2-3)柔直发出的无功功率等式约束：

其中，Q_vsc,w表示第w个风电场需求的柔直发出无功功率值，表示第w个风电场需求的柔直发出无功功率基准值，ΔQ_vsc,w表示第w个风电场需求的柔直发出无功功率变化值；表示第w个风电场需求的柔直发出无功功率值对第w个风电场中的第s个风机输出有功功率的灵敏度系数，表示第w个风电场需求的柔直发出无功功率值对第w个风电场中的第s个风机输出无功功率的灵敏度系数，表示第w个风电场需求的柔直发出无功功率值对第w个风电场中的第c个无功补偿装置输出无功功率的灵敏度系数，表示第w个风电场需求的柔直发出无功功率值对第w个风电场需求的柔直电压设定值的灵敏度系数；

(2-2-4)风电场风机调节约束：

其中，Q_s,w、分别表示第w个风电场中的第s个风机输出无功功率的下限和上限；

(2-2-5)风电场无功补偿装置调节约束：

其中，Q_c,w、分别表示第w个风电场中的第c个无功补偿装置输出无功功率的下限和上限；

(2-2-6)柔直电压调节约束：

其中，V_vsc、分别表示柔直电压设定值的下限和上限；

(2-2-6)节点电压安全约束：

其中，V_i,w、分别表示第w个风电场中第i个节点的电压值下限和上限；

(3)各个风电场独立并行求解步骤(2)中建立的对应子问题，得到每个风电场分别对应的最优解并上送至控制中心，其中表示第w个风电场需求的柔直电压设定最优值，表示第w个风电场需求的柔直发出有功功率最优值，表示第w个风电场需求的柔直发出无功功率最优值；

(4)控制中心建立电压协调优化主问题；具体步骤如下：

(4-1)建立优化主问题的目标函数为：

其中，N表示独立求解子问题的风电场个数，V_vsc表示控制中心确定的柔直电压设定值；

(4-2)确定优化主问题的约束条件，具体如下：

(4-2-1)柔直电压调节约束：

(4-2-2)柔直有功功率调节约束：

其中，P_vsc、分别表示柔直发出有功功率值的下限和上限；

(4-2-3)柔直无功功率调节约束：

其中，Q_vsc、分别表示柔直发出无功功率值的下限和上限；

(5)控制中心求解步骤(4)中建立的优化主问题，得到最优解表示控制中心确定的柔直电压设定最优值；

(6)控制中心进行协调电压控制优化问题的收敛判定，判定指标ε按下式计算：

其中，ε^tol为控制中心设定的判定指标容许值；

若ε＞ε^tol，表示还未达到收敛，则进入步骤(7)；若ε≤ε^tol，表示达到收敛，则步骤(5)得到的柔直电压设定最优值为最终下发给柔直控制器的参考值，各个风电场取步骤(3)得到的对应子问题的优化结果为该风电场内部风机和动态无功补偿装置控制器的参考值，方法结束；

(7)控制中心更新参数，并下发至各个风电场：

l＝l+1

其中，和分别表示第l-1次迭代中第w个风电场的分解协调一次罚系数和二次罚系数，γ表示分解协调加速因子；

然后重新返回步骤(2)，开始下一次迭代。