[发明专利]一种应对风电波动的FACTS与OLTC在线电压协调控制方法及系统

摘要

本发明公开了一种应对风电波动的FACTS与OLTC在线电压协调控制方法与系统，属于电力系统安全稳定技术领域。本发明通过在线协调控制主站在获取未来时段的风速预测曲线后，计算其系统总体电压偏差；通过对OLTC动作与电压变化的进行摄动，根据摄动结果决定OLTC动作策略，使系统总体电压偏差不断减小；在此基础上，计算各FACTS设备无功补偿变化对各电压考核点母线电压的灵敏度矩阵，以FACTS设备无功补偿变化量和电压偏差最小为优化目标，求取FACTS动作策略。本发明可将OLTC和FACTS调压手段结合起来，实现电压稳定控制。

主权项

一种应对风电波动的FACTS与OLTC在线电压协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)协调控制主站首先进入有载调压变压器OLTC控制模式，并从电网调控中心风功率预测系统获得各风电场未来时段的风速预测曲线，设该未来时段的长度为T；在整个区域大电网中多个地区分别设置OLTC动作子站，各OLTC动作子站负责管理和控制所属地区内的所有OLTC；各OLTC动作子站将所属地区内的所有OLTC的档位信息实时发送至协调控制主站；设整个区域大电网内的OLTC数量为N个，第n个OLTC为OLTC_n，n∈N；电压监测子站选取电网内I个变电站母线为电压考核点母线，设第i个电压考核点母线电压为U_i，i∈I，指定其参考电压为U_i.ref；2)协调控制主站根据各风电场T时段的风速预测曲线，计算T时段内各风电场平均风速及风功率，结合当前电网模型和参数，在线计算该时段的潮流，根据潮流结果计算系统总体电压偏差3)协调控制主站在潮流计算中对电网内每个OLTC的动作档位进行摄动，根据摄动后的变化决定OLTC动作策略，并将相应的OLTC动作命令发送至相应的OLTC动作子站，OLTC动作子站接收到动作命令后执行相应OLTC动作；4)协调控制主站根据预先设定的策略切换到FACTS控制模式，FACTS动作子站将FACTS设备运行状态及调节容量信息实时发送至协调控制主站；设FACTS设备数量为J个，第j个FACTS设备为FACTS_j，j∈J；设第i个电压考核点母线的低电压限制二元表为[U_i.L,t_i.L]、过电压限制二元表为[U_i.H,t_i.H]，其中U_i.L＜U_i.ref＜U_i.H；5)电压监测子站实时监测电压考核点母线电压在T时段内随时间变化的轨迹；6)电压监测子站将电压考核点母线轨迹和低电压限制二元表及过电压限制二元表相比较，当第i个电压考核点母线电压U_i低于U_i.L的时间长于t_i.L或高于U_i.H的时间长于t_i.H时，记第i个电压考核点母线电压偏移值并由电压监测子站将相关电压越限信息发送到协调控制主站；否则转入步骤5)；7)协调控制主站通过在线分析，确定FACTS设备无功补偿变化对电压考核点母线电压的灵敏度，并进一步形成灵敏度矩阵Y；8)协调控制主站以FACTS设备无功补偿变化量和电压偏差最小为优化目标，求取控制策略，如以下所示：$T_1=min\underset{j=1}{\overset{J}{\Σ}}\left|{\mathrm{\ΔQ}}_j\right|$$Q_j^{min}\≤Q_j^0+{\mathrm{\ΔQ}}_j\≤Q_j^{max}$其中为第i个电压考核点母线电压偏移值；$\mathrm{\Δ}Q=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔQ}}_1\\ {\mathrm{\ΔQ}}_2\\ \·\\ \·\\ \·\\ {\mathrm{\ΔQ}}_j\end{array}\right],$ΔQ_j为第j个FACTS设备的无功补偿变化量；分别为FACTS_j的初始、最小和最大补偿容量；9)协调控制主站求取优化策略后，将包括每个FACTS设备的无功补偿变化量在内的FACTS设备动作命令发送到各FACTS动作子站；FACTS动作子站接收到FACTS设备动作命令后，将FACTS设备动作命令发送到FACTS控制器执行动态无功补偿调整；10)T时段若未结束，转入步骤5)，否则结束。