[发明专利]一种含变速恒频风电场的配电网无功电压控制方法

摘要

本发明涉及一种含变速恒频风电场的配电网无功电压控制方法，包括以下步骤：1)计算风电机组无功输出调节范围；2)计算风电场t时段实际输出最大有功功率PWFt，max和最小有功功率PWFt，min；3)基于风电机组无功输出的调节范围，计算与PWFt，max、PWFt，min相对应的无功功率QWFt″、QWFt′；4)建立以接入配电网有功网损与节点电压偏差和最小的含变速恒频风电场配电网的无功目标函数；5)设置配电网无功优化约束条件；6)执行基于粒子群优化算法的含变速恒频风电场的配电网无功优化计算，并输出风电场并网点电压和无功优化结果。与现有技术相比，本发明解决了传统配电网无功调压手段调节离散化、调节速度慢、难以实现电压连续调节问题，提高风电场接入地区电网的电压稳定水平，同时降低了成本。

主权项

一种含变速恒频风电场的配电网无功电压控制方法，所述的风电场包括多台风电机组，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：1)根据风电机组定子绕组最大电流IS，max和转子侧变流器最大电流IR，max计算风电机组无功输出调节范围；2)根据风力发电机风速‑功率曲线计算t时段风电场预测平均输出有功功率PWFt，根据设定的风电场短期风速预测误差计算风电场有功功率最大变化量ΔPWFmax，并计算风电场t时段实际输出最大有功功率PWFt，max和最小有功功率PWFt，min：PWFt，max＝min{PWFrate，PWFt+ΔPWFmax}    (1)PWFt，min＝PWFt‑ΔPWFmax                  (2)式中，PWFrate为风电场额定输出功率；3)基于风电机组无功输出的调节范围，计算与PWFt，max、PWFt，min相对应的无功功率QWFt″、QWFt′；4)以可调变压器分接头位置Tap、并联电容器组数Sc和风电场无功输出QWF为控制变量x，即x＝[Tap，Sc，QWF]，建立以接入配电网有功网损与节点电压偏差和最小的含变速恒频风电场配电网的无功目标函数： min f ( x ) = λ 1 Σ i = 1 Nl R i P i 2 + Q i 2 | U i | 2 + λ 2 Σ j = 1 Nn | U j - U ratj | - - - ( 3 ) 其中， T ap = [ T ap 1 , T ap 2 , . . . T ap Nt ] , Nt为可调变压器台数， S c = [ S c 1 , S c 2 · · · S c Nc ] , NC为并联电容器组数，Nl为系统支路数，Nn为系统节点数，Ri为支路i的电阻，Pi、Qi分别为节点i的有功功率和无功功率，Uj为节点j的电压幅值，Uratj为节点j上指定电压幅值，λ1和λ2为权重因素；5)设置配电网无功优化约束条件；6)根据步骤4)的无功目标函数和步骤5)的无功优化约束条件执行基于粒子群优化算法的含变速恒频风电场的配电网无功优化计算，得到风电场并网点电压和无功优化结果，并将计算结果作为风电场本地无功电压控制系统的输入参考值，控制配电网无功电压。