[发明专利]一种适应多种能源接入的电力系统无功电压快速协调控制方法

权利要求书

1.一种适应多种能源接入的电力系统无功电压快速协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：采集新能源集中并网区域实时数据，所述的实时数据包括关口无功/电压状态、风电场实时出力、枢纽站及小水电群集中并网变电站实时负荷、各无功补偿设备实时运行状态；接收上级AVC下发无功/电压指令；

步骤2：判断实时关口无功/电压状态是否满足上级AVC下发指令；

若满足，则控制对象确定为风电场升压变配置的无功补偿设备SVG，建立以电压偏离值表最小为目标的无功优化模型；

若不满足，则控制对象确定为所有控制站点配置的无功补偿设备，以上级AVC下发枢纽站高压侧关口无功/电压指标为约束，建立无功优化模型，并在模型中的无功优化目标中加入小水电群集中并网变电站、风电场升压变无功裕度指标；

步骤3：调用智能优化算法进行迭代计算，得到各站点控制无功补偿设备的无功调节量；其中，在实时关口无功/电压不满足上级AVC下发指令情况时，需要按照离散变量归整原则对离散变量进行归整操作；

步骤4：形成各无功补偿设备控制指令并进行下发，最终实现多能源接入电力系统无功电压的快速调节。

2.根据权利要求1所述的适应多种能源接入的电力系统无功电压快速协调控制方法，其特征在于：步骤2中满足上级AVC下发指令情况下建立的无功优化模型为：

$\min F={\mathrm{\ΔV}}_{ad}+{\mathrm{\λ}}_1\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{\left(\frac{{\mathrm{\ΔV}}_i}{\mathrm{\Δ}V}\right)}^2+{\mathrm{\λ}}_2{\mathrm{\ΔV}}_{pcc}+{\mathrm{\λ}}_3{\mathrm{\ΔQ}}_{pcc};$

式中，F为无功优化总目标，ΔV_ad为电压偏离目标值，为系统节点电压罚函数，ΔV_pcc为关口电压罚函数，ΔQ_pcc为关口无功越限罚函数；N为系统节点数；λ₁、λ₂和λ₃分别为系统节点电压、关口电压和关口无功越限惩罚系数；

步骤2中不满足上级AVC下发指令情况下建立的无功优化模型为：

$\min F={\mathrm{\γ}}_1{\mathrm{\ΔV}}_{ad}+{\mathrm{\γ}}_2{Q}_v+{\mathrm{\γ}}_3{Q}_w+{\mathrm{\λ}}_1\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{\left(\frac{{\mathrm{\ΔV}}_i}{\mathrm{\Δ}V}\right)}^2+{\mathrm{\λ}}_2{\mathrm{\ΔV}}_{pcc}+{\mathrm{\λ}}_3{\mathrm{\ΔQ}}_{pcc};$

其中：

$\left\{\begin{array}{c}{Q}_v=\underset{i=1}{\overset{K}{\Σ}}{\left(\frac{Q_{ci}-Q_{cimin}}{Q_{cimax}-Q_{cimin}}\right)}^2\\ Q_w=\underset{i=1}{\overset{M}{\Σ}}{\left(\frac{Q_{si}-Q_{si\min }}{Q_{si\max }-Q_{simin}}\right)}^2\end{array}\right.;$

式中，F为无功优化总目标，ΔV_ad为电压偏离目标值，Q_v为小水电群集中并网变电站无功裕度目标值，Q_w为风电场升压变无功裕度目标值；γ₁、γ₂、γ₃分别表示分配给ΔV_ad、Q_v、Q_w三者的目标权重，K为小水电群集中并网变电站个数，Q_ci是小水电群集中并网变电站i的无功补偿装置实际无功出力，Q_cimax和Q_cimin是小水电群集中并网变电站i的无功补偿装置无功最大、最小出力；M为控制的风电场个数，Q_si是风电场i的SVG实际无功出力，Q_simax和Q_simin是风电场i的SVG无功最大、最小出力。

3.根据权利要求1所述的适应多种能源接入的电力系统无功电压快速协调控制方法，其特征在于：步骤3中所述的离散变量归整原则为：

设离散变量X_i在连续化方式下寻优后得到的最优值为X_i0，所在整数区间为[X_imin,X_imax]，上一次离散变量控制指令为X′_i，则：

若X_i0<X_imin+ΔX，则所述的离散变量X_i归整为X_imin；

若X_i0>X_imax-ΔX，则所述的离散变量X_i归整为X_imax；

若X_imin+ΔX≤X_i0≤X_imax-ΔX，又分为下述两种情况：情况1、若X′_i≤X_imin，则所述的离散变量X_i归整为X_imin；情况2、若X′_i≥X_imax，则所述的离散变量X_i归整为X_imax；

其中，X_imin、X_imax分别为离散变量X_i所在整数区间的下限值和上限值，ΔX为离散变量控制指数。