[发明专利]一种基于电压灵敏度的风电并网无功协调控制方法

说明书

一种基于电压灵敏度的风电并网无功协调控制方法，属于电力控制技术领域，解决了现有大规模风电的不确定性强对主电网的冲击大，导致电网的动态电压稳定性和动态无功支撑能力差的问题，本发明在主电网与风电场SVC互联满足电压要求的前提下，确定最优的无功分配。通过获得系统有功损耗对节点无功注入的电压灵敏度，利用灵敏度分析选取优先补偿的节点，以此确定补偿节点的动作顺序，进而对各节点的无功功率偏差量进行计算，从而达到对风电场进行无功补偿的目的。该方法利用灵敏度分析选取补偿节点，可以使补偿分布在不同支路上，实现无功功率的就地补偿，减少网络的无功功率流动。本发明用于风电并网无功协调控制。

技术领域

本发明属于电力控制技术领域。

背景技术

目前，随着社会的飞速发展，风电作为最清洁的能源之一，其并网的利用率正在逐年增加。在大部分风电场内，广泛采用的是异步发电机，这使得在运行过程中需要大量的无功功率来建立电机运转所需的磁场，进而导致电网局部无功减少或线路节点电压降低的后果。并且，大规模风电的不确定性又增加了并网的难度，通常情况下，对无功功率优化分配能够有效降低负荷的功率损耗。因此，必须引起重视，协调控制无功功率最优分配。在风电场SVC(Static Var Compensator静止无功补偿装置)与主电网两者之间有着内在的强关联，因此研究风电场SVC和主电网之间无功优化问题，能有效的缓解风电不确定性对主电网的冲击，不仅从时间尺度上，更是在空间尺度上考虑无功的响应分配，提高电网的动态电压稳定性和动态无功支撑能力。

发明内容

本发明是为了解决现有大规模风电的不确定性强对主电网的冲击大，导致电网的动态电压稳定性和动态无功支撑能力差的问题，提出了一种基于电压灵敏度的风电并网无功协调控制方法。

本发明所述的一种基于电压灵敏度的风电并网无功协调控制方法，包括：

步骤一、根据历史风电预测数据，获取风电场内支路节点电压参考值U_ref；

步骤二、建立以电场所有支路节点电压和参考电压偏差之和最小的目标函数；获取节点电压；

步骤三、获取当前实际风电场SVC所需的无功补偿容量Q_C，对风电场中风电机组进行无功容量补偿；

步骤四、采集当前支路节点电压，并判断补偿后的支路节点电压是否满足阈值范围，当超出阈值范围，执行步骤五；

步骤五、利用步骤二获取的节点电压和步骤一获得的节点电压参考值U_ref，通过公式：

ΔQ_c＝K_p·(U_st-U_ref)+K_i·∫(U_st-U_ref)dt (1)

计算当前风电场SVC所需的无功补偿功率ΔQ_c，式中：K_p为比例系数，K_i为积分系数，U_st为节点电压，t为时间；

步骤六、根据步骤五计算获得的无功补偿功率，建立节点有功功率P和无功功率Q的潮流分解约束方程，获取风电场支路节点的电压灵敏度；

步骤七、根据风电场支路节点的电压灵敏度,对无功补偿功率进行分配；计算无功补偿功率进行分配后每个节点所需的无功补偿功率；

步骤八、利用每个节点所需的无功补偿功率，判断每个节点的无功补偿量是否满足每个节点的出力约束，若是，则根据所需无功补偿量设置DFIG(Doubly fed InductionGenerator，双馈异步风力发电机)的无功参考值，否则，将超出DFIG无功容量范围之外的部分补偿给无功补偿装置，完成一次风电并网无功协调控制。