[发明专利]适用于电网中风电系统的动态无功设备无功功率优化方法

说明书

本发明涉及一种适用于电网中风电系统的动态无功设备无功功率优化方法，属于电力系统安全和控制技术领域。首先，各个风电场计算场内所有风电机组无功调节范围和所有动态无功设备的无功功率调节范围，并将计算结果送至风电汇集站；然后，风电汇集站基于当前各个风电场运行状态，生成N个模拟场景，计算出这N个模拟场景下的安全裕度；接着，根据每个场景对应的风电场汇集区域安全裕度，拟合出动态无功设备无功值调节量与风电场汇集区域安全裕度的关系式；最后，基于动态无功设备无功值调节量与风电场汇集区域安全裕度的关系式，计算出当前状态下各个动态无功设备最优的无功设定值。该动态无功储备优化方法可以有效增加风电汇集区域的安全裕度。

技术领域

本发明涉及一种适用于电网中风电系统的动态无功设备无功功率优化方法，属于电力系统安全和控制技术领域。

背景技术

我国张北地区千万千瓦级大规模风电馈入弱送端电力系统，出力随机波动强，运行特性非常复杂。而部分风电汇集区域动态无功储备不够，因此电压安全问题突出，在严重故障下的安全问题尤为显著。而动态无功储备能够在电网发生扰动后提供快速无功电压支撑，保障电网安全。由此可见，如何在线优化大规模风电系统的动态无功储备，保障电网安全运行，是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提出一种适用于电网中风电系统的动态无功设备无功功率优化方法。基于已有技术的背景，解决针对大规模风电系统的动态无功储备在线优化问题，以确保电网发生扰动后，仍能维持稳定运行，显著提高用电可靠性。

本发明提出的适用于电网中风电系统的动态无功设备无功功率优化方法，包括以下步骤：

(1)计算电网中风电系统的各风电场内所有风电机组的无功功率调节范围和所有动态无功设备的无功功率的调节范围，过程如下：

分别建立计算电网中风电系统侧第k个风电场的所有风电机组的无功功率调节量上限值所有风电机组的无功功率调节量下限值ΔQ_G,k、所有动态无功设备的无功功率调节量上限值所有动态无功设备的无功功率调节量下限值ΔQ_D,k的目标函数如下：

其中，N_G,k与N_D,k分别为风电系统侧第k个风电场中风电机组和动态无功设备的数量，Δq_G,k,i为第k个风电场中第i个风电机组的无功功率变化量，Δq_D,k,j表示第k个风电场中第j个动态无功设备的无功功率变化量；

上述目标函数的约束条件如下：

当前状态下风电场母线电压的约束条件为：

其中，s_G,k,m和s_D,k,n分别表示第k个风电场中第m个风电机组和第n个动态无功设备的无功功率对该风电场母线电压的灵敏度系数，V_k表示当前状态下第k个风电场母线电压值，V_k和分别表示第k个风电场母线电压值的下限值与上限值；

当前状态下风电机组机端电压的约束条件为：