[发明专利]一种风电接入下的大电网分级电压控制方法

权利要求书

1.一种风电接入下的大电网分级电压控制方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)实时测量系统输入当前时刻的潮流计算数据；

(2)基于快速搜索与密度峰值聚类算法，对数据主导节点在线选择；

(3)根据当前状态进行三级电压控制优化计算，根据优化结果和选择的主导节点，确定主导节点电压调节目标值；

(4)下发主导节点目标值到二级电压控制系统，实施二级电压控制，保证主导节点电压在目标值水平上，维持系统整体电压水平；

(5)判断系统是否运行至下一个三级电压控制周期对应的时刻，如果是则返回步骤(1)，否则返回步骤(4)；

所述步骤(2)中，基于快速搜索与密度峰值聚类的主导节点选择，具体包括以下步骤：

(2-1)利用灵敏度法依次快速计算各PQ节点消除扰动电压偏差后其余PQ节点的电压偏差，并将其作为相应PQ节点的特征向量，得到聚类特征矩阵；

(2-2)利用聚类算法根据聚类特征矩阵计算各节点的局部密度和其与高密度点的最短距离，确定候选聚类中心，并根据当前状态下系统电压无功灵敏度相关矩阵确定主导节点数；

(2-3)通过降阶寻优确定当前三级电压控制周期内的主导节点。

2.如权利要求1所述的一种风电接入下的大电网分级电压控制方法，其特征是：所述步骤(2-1)中，单独在总数为n的PQ节点上依次加入固定大小的无功扰动，n次扰动下消除节点i的电压偏差后全部PQ节点的电压偏差向量的均值作为节点i的聚类特征向量。

3.如权利要求1所述的一种风电接入下的大电网分级电压控制方法，其特征是：所述步骤(2-1)中，将各PQ节点的n个节点i的聚类特征向量依次排列，形成n维特征矩阵，将该矩阵进行对称化处理，得到聚类特征矩阵。

4.如权利要求1所述的一种风电接入下的大电网分级电压控制方法，其特征是：所述步骤(2-1)中，以负荷节点的无功扰动作为系统扰动量，构建全网PQ节点电压变化量、PQ节点无功变化量以及PV节点电压变化量的关系，引入关联矩阵，消除目标节点电压偏差。

5.如权利要求1所述的一种风电接入下的大电网分级电压控制方法，其特征是：所述步骤(2-2)中，具体步骤包括：

(a)计算n个节点的局部密度和其与高密度点的最短距离，选取局部密度和最短距离均高于均值的聚类中心点；

(b)通过分析电网节点无功电压灵敏度矩阵的相关矩阵特征值获取系统主导节点数目的方法确定电网主导节点数。

6.如权利要求5所述的一种风电接入下的大电网分级电压控制方法，其特征是：所述步骤(b)中，电网节点无功电压灵敏度矩阵的相关矩阵的规模仅与系统控制节点数目相关。

7.如权利要求1所述的一种风电接入下的大电网分级电压控制方法，其特征是：所述步骤(2-3)中，利用灵敏度计算将y个节点作为主导节点时，扰动下消除其电压偏差后全网PQ节点的电压偏差绝对值之和，扰动下消除这y个节点的电压偏差能使得全网节点电压偏差最小。

8.如权利要求1所述的一种风电接入下的大电网分级电压控制方法，其特征是：所述步骤(2-3)中，全网PQ节点基于电压偏差的聚类完成后，通过降价寻优所得聚类中心直接作为给定状态下系统的主导节点。

9.如权利要求1所述的一种风电接入下的大电网分级电压控制方法，其特征是：所述步骤(3)中，主导节点在线选择的周期需要综合考虑系统运行状态随机波动与三级和二级电压控制的时间尺度。