[发明专利]一种基于电力网络模型的风电场自动电压控制方法

权利要求书

1.一种基于电力网络模型的风电场自动电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，读取原始数据，建立风电场电力网络数学模型；

步骤2，读取风电场实时运行工况和电网调度下发的电压目标值；

步骤3，以风电场实时运行工况和电网调度下发的电压目标值为初始条件，使用风电场电力网络数学模型进行潮流计算获得初始潮流分布，确定剩余需要补偿的容量；

步骤4，根据剩余需要补偿的容量和每台风力发电机的实时无功功率可调容量，按照灵敏度排序策略分配并下发风力发电机的无功功率参考值；

步骤5，计算剩余需要补偿的容量和每台动态无功补偿装置的无功功率可调容量，按照顺序分配策略分配并下发动态无功补偿装置的无功功率参考值；

步骤6，计算剩余需要补偿的容量，根据每台有载调压变压器的当前分接头档位和档位范围，按照逐级调整策略确定并下发有载调压变压器的分接头档位参考值。

2.根据权利要求1所述的风电场自动电压控制方法，其特征在于，所述步骤1中建立的风电场电力网络数学模型是潮流方程：

I·=Y·U·]]>

式中，为节点电流列向量，为节点导纳矩阵，为节点电压列向量。

3.根据权利要求1所述的风电场自动电压控制方法，其特征在于，所述步骤2中读取的风电场实时运行工况包括风电场并网点的实时有功功率、无功功率和电压，还包括风力发电机的并网状态、输出的实时有功功率和无功功率，还包括动态无功补偿装置的投入状态、输出的实时无功功率。

4.根据权利要求1所述的风电场自动电压控制方法，其特征在于，所述步骤3中的潮流计算的初始条件包括：

初始条件A，取风电场并网点电压为给定的电压目标值；

初始条件B，风力发电机支路根据并网状态决定是否接入，其注入功率取为风力发电机实时有功功率和无功功率；

初始条件C，动态无功补偿装置支路根据投入状态决定是否接入，其注入功率取为动态无功补偿装置实时有功功率和无功功率。

5.根据权利要求1所述的风电场自动电压控制方法，其特征在于，所述步骤3的潮流计算采用前推回代算法。

6.根据权利要求1所述的风电场自动电压控制方法，其特征在于，所述步骤4的具体步骤为：

步骤41，使用PQ分解法计算风力发电机对并网点电压的灵敏度；

步骤42，计算每台风力发电机的实时无功功率可调容量；

步骤43，以求得的灵敏度大小对风力发电机进行排序，按照该顺序逐台计算风力发电机的无功功率参考值；

步骤44，以计算完的一台风力发电机的无功功率参考值作为该风力发电机支路的注入无功功率代入重新进行潮流计算，获得新的剩余需要补偿的容量，进行下一台风力发电机的无功功率参考值分配。

7.根据权利要求1所述的风电场自动电压控制方法，其特征在于，所述步骤5的具体步骤为：

步骤51，计算剩余需要补偿的容量和每台动态无功补偿装置的无功功率可调容量，按顺序分配的补偿策略计算每台动态无功补偿装置的无功功率参考值；

步骤52，以计算完的一台动态无功补偿装置的无功功率参考值作为该动态无功补偿装置支路的注入无功功率代入重新进行潮流计算，获得新的剩余需要补偿的容量，进行下一台动态无功装置的无功功率参考值的分配。

8.根据权利要求1所述的风电场自动电压控制方法，其特征在于，所述步骤6的具体步骤为：

步骤61，计算剩余需要补偿的容量，根据剩余需要补偿的容量的符号将所有有载调压变压器的分接头上调或下调一个档位重新进行潮流计算；

步骤62，若不需要补偿或有载调压变压器分接头档位已达到最大限制，则将当前档位作为分接头档位参考，否则重新执行步骤6。

9.根据权利要求1至8中任一所述的风电场自动电压控制方法，其特征在于，所述步骤3、步骤4、步骤5、步骤6中是否需要进行无功补偿以及剩余需要补偿的容量的计算方法为：

是否需要补偿的判据为：

|Q_pcc|≤ε

如果需要补偿，剩余需要补偿的容量的计算式为：

Q_rem=-Q_pcc

式中，Q_pcc为潮流计算结果中风电场并网点的无功功率，Q_rem为剩余需要补偿的容量，ε为风电场并网点无功功率允许误差。