[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

说明书

技术领域

本发明属于电力系统控制技术领域，涉及一种电力系统协调控制方法，尤其是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。

背景技术

随着我国清洁能源行业的快速发展，新能源投产规模逐年增大，新能源密集接入后对电网的影响也越来越大。风电及小水电等波动性电源出力的随机性，使得区域电网的无功电压控制任务艰巨，尽管新能源站点往往配置了连续性无功补偿设备(如SVC、SVG等)，但由于造价高，配置容量相对较小；其次电网中普遍配置的离散型无功设备由于受到调节时间和调节次数的限制，不能够快速平抑新能源出力变化带来的无功电压波动。因此，必须采取有效的多能源接入电力系统无功协调控制措施，使得离散型、连续型无功补偿设备达到快速配合补偿的目的，确保电网运行的稳定性。

目前关于新能源接入系统的无功补偿设备协调控制研究较少，且主要集中于风电并网方面。有学者提出针对单个风电场的无功补偿设备的协调控制策略，即以风电场升压站为核心，借鉴变电站综合无功控制的分区图原理，对变压器分接头、电容器和风电机组无功出力进行协调控制，但PCC状态落在可行域边界附近时仍然存在设备频繁调节的问题。另有学者提出基于电网运行计划和风电场功率预测信息的多时间尺度无功补偿设备协调策略，但此种方式对风功率预测信息的准确程度要求过高。此外，以上研究均为针对单一风电场的无功设备协调策略，并未考虑各风电场之间及风电场与区域电网枢纽站之间的无功补偿设备协调控制过程。因此，针对研究的不足，针对多种能源接入电力系统的无功设备协调控制问题进行研究显得十分必要。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，提出了一种适应多种能源接入的电力系统无功快速协调控制方法。

本发明所采用的技术方案是：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、枢纽站及小水电站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。

作为优选，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：

式中，F为无功优化总目标，△V_ad为电压偏离目标值，为系统节点电压罚函数，△V_pcc为关口电压罚函数，△Q_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：

其中：