[发明专利]考虑风机故障的风光储无功补偿方法、装置及介质

权利要求书

1.一种考虑风机故障的风光储无功补偿方法，其特征在于，所述方法包括：

获取光伏数据、风机数据和储能数据，所述光伏数据包括温度、光照、光伏输出功率、光伏电流和光伏电压中的一种及其组合，所述风机数据包括风速、风机输出功率、风机电流和风机电压中的一种及其组合，所述储能数据包括储能的充放电状态和储能的输出功率的一种及其组合；

利用双向长短期记忆神经网络搭建风光出力的短期预测模型，并以电压损耗最小和分布式电源就地消纳最大为双重优化目标提供风光储的调度方案；

根据风机故障监测，获取风机工作状态；

基于所述风光储的调度方案，针对风机不同工作状态，确定以配电网线损最小为目标的风光互补系统的无功补偿措施；

所述利用双向长短期记忆神经网络搭建风光出力的短期预测模型，并以电压损耗最小和分布式电源就地消纳最大为双重优化目标提供风光储的调度方案，具体包括：

所述短期预测模型的计算过程为：

，

其中： 是遗忘门， 是输入门， 是输出门， 分别是t-1和t时刻的记忆细胞状态， 分别是t-1和t时刻的隐层状态，是激活函数，是t时的时间序列步输入， 是训练得到的特征权值和偏移量，下标f、i、o、c分别表示遗忘门、输入门、输出门、记忆细胞；

正向序列和反向序列分别得到两个激活函数，得到最终输出：

，

其中，分别表示向前隐藏层的输出向量和向后隐藏层的输出向量，是t时的时间序列步输入， 表示输入到向前隐藏层和向后隐藏层的权重向量， 分别表示各隐藏层间的权重向量， 分别表示向前和向后隐藏层到输出层的权值向量，以建立数据的关联；

确定光伏发电系统模型：

   （9）

其中： 是在t时的光伏发电输出有功功率， 分别表示在t时的辐射率和标准状态的辐射率， 指的是在标准状态下的最大输出功率， 分别表示t时组件温度和标准状态下温度， 指的是正常工作时电池温度；

确定风机发电模型：

      （10）

其中： 分别是指在t时的风机输出功率和风机的额定功率， 分别是指t时刻风速、切出风速、投入风速以及额定功率时的风速；

确定锂电池发电模型：

       （11）

其中： 分别指的是其在t时和t-1时的蓄电量， 指的是其自身的电能损耗率， 分别指的是其在t时的充电、放电效率， 分别指的是其在t时的充电、放电功率；

确定配电网网络损耗最小的目标函数F₁、电压偏差最小的目标函数F₂和促进配电网消纳的目标函数F₃分别如下式（12）和（13）所示：

，

其中：分别为节点向配网中输送的有功功率、配网中分布式发电装置有功之和、配电网总有功负荷、储能储存能量增量， 分别为节点额定电压、节点电压，i为节点，n为总节点个数；

约束条件为：

，

，

其中： 和 分别是节点i注入的有功和无功功率； 和 分别是节点i和j的电压幅值； 和 分别是节点i和j连接支路的导纳； 是节点i和j的相角差；和是节点电压幅值的上下限；和是节点电压相角上下限，是节点i电压相角，是t时刻分布式发电装置的有功功率之和，是t时刻分布式发电装置的总有功功率下限，是t时刻分布式发电装置的总有功功率上限；分别是第m个节点接入的风电有功功率、光伏有功功率、储能充放电有功功率，分别是上级电网火电机组出力、配电网有功负荷，m是节点，M是总节点个数；

所述基于所述风光储的调度方案，针对风机不同工作状态，确定以配电网线损最小为目标的风光互补系统的无功补偿措施，具体包括：

以配电网线损最小为目标的风光互补系统的无功补偿，针对风机故障以及正常时两种情况下的优化目标函数为：

风机正常时：

，

风机故障时：

        （21）

其中，f_loss为配电网线损，i_k为第k段线路的电流，R_k为第k段线路的电阻， 和 分别是第m段线路的有功和无功功率； P_L,m,P_PV,m,P_W,m分别是第m段线路并入的负荷有功功率、光伏有功功率、风电有功功率，m、k为线路，n为线路总数量，Q_L,m,Q_PV,m,Q_W,m,Q_C,m分别是第m段线路并入的负荷无功功率、光伏无功功率、风电无功功率、无功补偿装置的无功功率，v_k为第k段线路的电压。