[发明专利]一种多端柔性直流孤岛电网送端的日前电压计划生成方法

说明书

本发明涉及一种多端柔性直流孤岛电网送端的日前电压计划生成方法，属于电力系统电压控制技术领域。首先，对多端柔性直流送端孤岛网络进行合理简化，建立对应的网络模型方程。再建立孤岛电网实时电压控制优化模型，随后根据各风电场有功出力预测区间对柔直无功进行近似计算。依照前三步建立两阶段鲁棒优化模型，最后根据列约束生成算法迭代求解，得到生成的柔直日前电压计划。本发明方法充分考虑了风电的不确定性和与实时电压控制设备间的协调。多端柔性直流孤岛电网送端站采用该方法生成的电压计划，可增强孤岛电网的实时电压控制效果，减小系统电压波动，增大系统动态无功储备。

技术领域

本发明涉及一种多端柔性直流孤岛电网送端的日前电压计划生成方法，属于电力系统电压控制技术领域。

背景技术

柔性直流因其相对传统直流而言的诸多优势，在近几年迅猛发展，并越来越多地投入到工程应用。我国张北地区正兴建一个±500kV/3000MW的四端柔性直流电网，用以输送张北地区丰富的风光能至受端北京，同时服务低碳冬奥。多端柔性直流电网的送端与风电场组成的孤岛电网耦合，所以柔性直流应采用定电压控制为孤岛电网提供电压支持。同时若工程属于跨区直流系统，应由国家电力调度通信中心指定计划，但传统多端柔性直流孤岛电网送端的日前电压计划生成方法简单地将定电压控制中的电压设定值固定住，并未充分利用柔直的无功调控能力。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处提出一种多端柔性直流孤岛电网送端的日前电压计划生成方法，该方法根据风电日前预测信息，通过两阶段鲁棒优化生成出各孤岛电网送端换流站的日前电压计划，充分利用柔直的无功调控能力，增强实时电压控制效果，使系统电压波动更小和动态无功储备更大。

本发明提出的一种多端柔性直流孤岛电网送端的日前电压计划生成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)对各送端风场孤岛电网网络模型简化，建立相应的网络潮流方程：

首先将每一孤岛电网送端换流站从柔直大电网中解耦，对换流站与风场组成的孤岛电网进行单独考虑，再对孤岛电网中的风电场进行集总等效；将每一个风电场简化为一台风力发电机W和配套的一台动态无功补偿装置SVG并联在同一节点；各个风场经各自的支路，汇集在同一节点处，该节点编号为N_W+1，称之为公共连接点PCC；PCC节点再经一台升压变压器与柔直换流站交流侧母线节点相连；对节点进行编号，第s个风场出场母线节点编为第i个节点，PCC节点编为第N_W+1个节点，柔直交流侧母线节点编为第N_W+2个节点，令节点总数为n，满足下式：

式中，N_W表示风场总个数；

根据孤岛电网的简化模型，建立对应的网络潮流方程如式(1-2)：

上式中，P_i和Q_i分别表示第i个节点的有功注入功率和无功注入功率；V_i,V_j和V_n分别表示第i个节点，第j个节点和第n个节点的电压幅值；G_ij和B_ij分别表示网络电导矩阵和电纳矩阵的第i行第j列元素；θ_ij表示第i个节点和第j个节点之间的相角差，θ_n表示平衡节点的相角，V_m表示柔直交流侧母线电压幅值；其中P_i和Q_i根据风场有功和无功出力量测装置量测后算出，V_m人为设定为定值，G_ij和B_ij根据实际网络模型参数算出，均为已知量，V_i,V_j,V_n,θ_n和θ_ij根据所述网络潮流方程求解，为未知待求量；