[发明专利]一种多风电场链式接入电网的电压无功协调控制方法

说明书

本发明是一种多风电场链式接入电网的电压无功协调控制方法，其特征是，建立风电场接入电网运行简化模型包括平衡节点，风电场被考核节点及连接各节点支路。定义风电场无功资源投入率η_i，以各风电场η_i总和最小为目标，以风电场有功、无功平衡为等式约束，风电场母线运行电压范围和无功设备容量为非等式约束。利用迭代求解得出风电场电压运行在合格范围所需无功最少投入量，再根据各风电场无功资源容量分配得到各风电场无功出力，将各风电场无功出力代入风电场原拓扑计算无功损耗，得到各风电场最终无功优化值，各风电场采用最终无功优化值进行调节，从而达到风电场群中考核节点电压合格率整体提升，以改善风电场运行经济性。

技术领域

本发明涉及风电场接入电网运行控制，具体涉及一种多风电场链式接入电网的电压无功协调控制方法。

背景技术

当大规模风电接入电网时，由于风机出力具有随机性、间歇性、不可控性等特点，造成风电场内部母线以及风电场与电网连接母线电压大幅度波动，风电场接入电网的电压稳定性面临挑战。在风电大规模接入电网的新形势下，电网要求风电场配置无功调控资源和自动电压控制系统(automatic voltage control，AVC)。其中风电场AVC系统的功能是通过动态调节无功投入量，追踪电网下发的电压目标值，使被考核的风电场母线电压运行在合格范围内。对于采用链式接入电网的风电场群而言，其场间电气连接紧密，各母线之间电压互相牵制，以独立的单风电场AVC控制系统没有考虑风电场群中场间电压耦合性，导致风电场群整体电压合格率较低，在实际控制中无法满足电网对风电场母线电压合格率的考核要求。

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术存在的不足，提出一种科学合理，适用性强，效果佳的多风电场链式接入电网的电压无功协调控制方法。

实现本发明目的采用的技术方案是，一种多风电场链式接入电网的电压无功协调控制方法，其特征是，包括以下内容：

1)建立风电场链式接入电网运行的简化拓扑模型

①选择平衡节点

将风电场群接入电网汇聚站作为模型的平衡节点，平衡节点电压记为相量形式为：

式中，Ust为平衡节点电压幅值，θst为平衡节点电压相角；

由于平衡节点与电网相连，所以平衡节点电压是随时间而不断发生改变的，整体控制策略是动态调整过程；

②确定风电场考核节点

模型中保留风电场被电网进行电压考核用的母线节点确定为风电场考核节点，各风电场考核母线电压记为相量形式为：

式中，Ui为被考核的第i个风场节点电压幅值，θi为相应风场节点电压相角；

③连接各考核母线的线路

连接各考核母线的线路阻抗参数记为Z_L.ij，满足(3)式：

Z_L.ij＝R_L.ij+jX_L.ij (3)

式中，R_L.ij为被考核的第i个风场节点与第j个风场节点之间线路电阻，X_L.ij为相应线路电抗；导纳参数记为Y_L.ij，满足(4)式：

Y_L.ij＝G_L.ij+B_L.ij (4)

式中，G_L.ij为被考核的第i个风场节点与第j个风场节点之间线路电导，B_L.ij为相应线路对地电纳；