[发明专利]一种双馈风力发电场无功支撑范围鲁棒估计方法及系统

说明书

本发明公开一种双馈风力发电场无功支撑范围鲁棒估计方法及系统，包括：以最大化无功支撑范围为目标函数构建范围估计非线性模型；对范围估计非线性模型的约束条件进行线性化处理后得到范围估计线性模型；根据双馈风力发电机有功功率和电网公共接入点的电压幅值构建不确定集；对范围估计线性模型进行可解性处理，得到两阶段优化目标；求解第一阶段优化目标得到候选无功支撑范围；在不确定集下求解第二阶段优化目标得到候选无功支撑范围中的最优无功支撑范围。基于两阶段鲁棒优化的风电场无功支撑范围线性化估计方法计算效率更高，无需调节灵敏度因子的优点，具有合理的精度。

技术领域

本发明涉及电力系统优化调度技术领域，特别是涉及一种双馈风力发电场无功支撑范围鲁棒估计方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着风电场渗透率的增加，其随机性和间歇性给电网的安全经济运行带来挑战。将双馈风风力发电场作为无功源参与电网的无功优化将有助于电网无功功率的平衡和电压的稳定，有助于降低网损，实现电网的经济运行。目前，大多数文献采用线性叠加法，即风电场的无功支撑范围为所有双馈异步风力发电机(Doubly Fed Induction Generator，DFIG)和静止无功补偿装置/静止无功发生器(Static Var Compensator/Static VarGenerator，SVC/SVG)的无功容量叠加，其未考虑电网中存在的不确定性的影响，同时也未考虑并联电容器组和有载调压变压器(On-Load Tap Changer，OLTC)对风电场无功支撑范围的调节能力。

因此，目前在评估风电场的无功支撑范围时，存在以下问题：

(1)现有的风电场无功支撑范围评估模型未考虑风电场和电网的公共接入点(Point of Common Coupling，PCC)的电压设定值及DFIG输出有功功率的不确定性等对风电场无功支撑范围的影响。

(2)现有的风电场无功支撑范围评估模型未考虑并联电容器组的无功输出能力、SVC/SVG的无功输出能力以及OLTC分接头档位调节等因素对风电场无功支撑范围的影响。

(3)因为风电场内部功率平衡方程为非线性模型，以及并联电容器组和OLTC约束中存在的双线性，所以构建的风电场无功支撑范围模型为非线性模型。非线性模型方法存在计算效率低，需要通过调节灵敏度因子才能达到合理的计算精度的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种双馈风力发电场无功支撑范围鲁棒估计方法及系统，基于两阶段鲁棒优化的风电场无功支撑范围线性化估计方法中，考虑风电场电网公共接入点的电压幅值和DFIG有功功率的不确定性，考虑并联电容器组和SVC/SVG的无功输出能力，以及OLTC分接头档位调节等对风电场无功支撑范围的影响，构建的线性化模型计算效率更高，无需调节灵敏度因子的优点，且具有合理的精度，更加适合于电网调度的实际需求。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种双馈风力发电场无功支撑范围鲁棒估计方法，包括：

以最大化无功支撑范围为目标函数构建范围估计非线性模型；

对范围估计非线性模型的约束条件进行线性化处理后得到范围估计线性模型；所述约束条件包括双馈风力发电场功率平衡、并联电容器组的无功注入和有载分接开关的分接头档位调节；

根据双馈风力发电机有功功率和电网公共接入点的电压幅值构建不确定集；

对范围估计线性模型进行可解性处理，得到两阶段优化目标；

求解第一阶段优化目标得到候选无功支撑范围；

在不确定集下求解第二阶段优化目标得到候选无功支撑范围中的最优无功支撑范围。