[发明专利]基于粒子群优化算法的风电场内部无功优化策略

摘要

本发明涉及一种基于粒子群优化算法的风电场内部无功优化方法，包括：(1)建立风电场内部拓扑结构；(2)采用前推后代法计算风电场内部潮流；(3)建立风电场内部无功优化的数学模型，选取的无功优化目标函数是以风电场内部系统网损最小为优化目标，并在目标函数中加入惩罚函数，处理节点电压的越限问题；(4)采用粒子群优化算法进行求解，实现对各个机组无功出力的合理分配，以减小系统网络的损耗。

主权项

1.一种基于粒子群优化算法的风电场内部无功优化方法，包括下列步骤：(1)建立风电场内部拓扑结构：每台风力发电机出口连接有一台箱式变压器，再通过地埋电缆连接到电缆终端塔，各条风力线汇集到汇集母线上，风场出口母线电压已知，视为该树形网络的根节点，各风力发电机节点的有功功率和无功功率已知，视为叶节点，其余节点视为中间节点，任一条支路按照电流方向都有确定的始节点和终节点，规定一条支路上电流流出的节点为终节点，电流流入的节点为始节点，对节点进行编号，各节点的编号方式按配电网的馈线树方式进行，节点编号按照逐条增加支路的方式进行。(2)采用前推后代法计算风电场内部潮流；(3)建立风电场内部无功优化的数学模型，选取的无功优化目标函数是以风电场内部系统网损最小为优化目标，并在目标函数中加入惩罚函数，处理节点电压的越限问题；设风场总的无功需求仅由风电机组供给，不考虑可调压变压器分接头的改变，则风电场无功优化问题控制变量为风力发电机输出的无功Qi，状态变量包括：节点电压Ui，节点电压相角θi；(4)采用粒子群优化算法进行求解，实现对各个机组无功出力的合理分配，以减小系统网络的损耗：在保证风力发电机最优有功出力的前提下，合理分配每台风力发电机的无功出力，风电场内的D台机组的无功出力视为粒子的D维位置变量，优化目标函数视为算法的适应度；粒子群优化算法初始化为一群随机粒子，随机粒子为每台风力发电机的无功出力，通过迭代找到最优解，在每一次迭代中，所有粒子通过跟踪两个"极值"来更新自己。第一个就是粒子本身所找到的最优解，这个解叫做个体极值Pbesti，即由当前各台风力发电机无功出力计算得到的整个网络的损耗；另一个极值是整个种群目前找到的最优解，这个极值是全局极值Gbesti，即所有无功分配方案中网络损耗的最小值。