[发明专利]一种考虑电压耦合特性的网源无功电压分层协调控制方法

说明书

本发明涉及一种考虑电压耦合特性的网源无功电压分层协调控制方法，包括以下步骤：从实时数据库读取优化控制计算所需数据信息，并对读取到的数据信息进行滤波处理；预先构建分层协调控制模型，结合步骤S1得到的数据信息，通过模型求解计算，输出得到优化结果；下发优化结果并执行，完成控制过程。与现有技术相比，本发明能够可靠地对风电场与多类型无功补偿设备间的无功功率进行优化协调配置，避免风电机组无功出力调整对电力系统带来的负面影响。

技术领域

本发明涉及网源动态电压控制技术领域，尤其是涉及一种考虑电压耦合特性的网源无功电压分层协调控制方法。

背景技术

对于常规的电力系统电压稳定性研究而言，电压失稳或电压崩溃的现象都是从受端系统的负荷点开始的，由于负荷需求超出电力网络传输功率的极限，系统已经不能维持负荷的功率与负荷所需吸收的功率之间的平衡，系统丧失了平衡点，引起电压失稳现象的发生。而对于并网风电场的地区电网而言，在风电场处于高出力运行状态时，本来是受端负荷的系统转化成为送端系统，但根据世界各国实际的风电场运行经验，其电压稳定性降低的问题仍然出现，这是由于风电场的无功特性引起的：风电场的无功仍可以看作是一个正的无功负荷，由于电压稳定性与无功功率的强相关性，因此风电场引起的电压稳定性降低或电压崩溃现象在本质上与常规电力系统电压失稳的机理是一致的。在常规电力系统的研究中，系统的扰动主要是负荷增加；而在包含风电场的电力系统电压稳定性研究中，系统的扰动则是风速变化引起的风电场出力的变化甚至是电网发生的大扰动故障，因此有必要针对包含风电场的电力系统进行电压/无功调节，以确保电力系统的电压稳定性。

为实现电压/无功的有效调节与管理，分级的电压控制模式在世界范围内得到广泛应用。其中，较为合理的分级模式为根据隶属关系将电压控制分为三个层级，即三级电压控制(TVR)，二级电压控制(SVR)和一级电压控制(PVR)。在此模式下，SVR的主要目标是以某种协调策略优化设定本区域内PVR控制层的各电压管理装置(受控发电机的励磁器，SVC控制器等)的参考值，使中枢点的电压值偏离TVR控制层优化后下发的中枢点电压参考值在可接受的范围之内。但对于风电场电压无功控制系统来说，由于涉及到实际调整风电机组的无功出力，对电网影响较大，并且风电场中包含多种类型无功补偿设备，若单纯将传统的分级电压控制模式应用于包含风电场的电力系统，必然将会对电力系统带来负面影响，无法实现可靠的无功电压控制，而如何充分考虑电压耦合特性，以实现网源无功电压分层协调控制，已经成为当前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种考虑电压耦合特性的网源无功电压分层协调控制方法，能够可靠地对风电场与多类型无功补偿设备间的无功功率进行优化协调配置，避免风电机组无功出力调整对电力系统带来的负面影响。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种考虑电压耦合特性的网源无功电压分层协调控制方法，包括以下步骤：

S1、从实时数据库读取优化控制计算所需数据信息，并对读取到的数据信息进行滤波处理；

S2、预先构建分层协调控制模型，结合步骤S1得到的数据信息，通过模型求解计算，输出得到优化结果；

S3、下发优化结果并执行，完成控制过程。

进一步地，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11、获取总支路数、总节点数、总发电机数、总变压器支路数和总并联补偿数，用以确定优化控制中所要生成动态数组的维数；

S12、读取风电场拓扑参数，包括支路信息、节点信息、风电机组信息、集中补偿设备信息；

S13、设置风电场无功电压协调优化控制计算的参数及约束实时上下限；