[发明专利]一种多平台互联海上风电交流输电系统无功配置方法

说明书

一种多平台互联海上风电交流输电系统无功配置方法，用于解决传统无功配置方法寻优困难的技术问题。它包括以下步骤：收集多平台互联海上风电交流输电系统数据，确定系统无功需求；对电压控制指数进行计算，选择对全局电压控制能力强的点作为无功补偿点；选择目标函数，以有功损耗小、投入无功最少为目标，建立多平台互联海上风电交流输电系统无功配置模型；根据风电场运行规则建立约束条件，并在每一次迭代后重新进行潮流计算，更新约束条件；利用天牛须搜索寻优算法，并与上一次计算进行比较，更新寻优方向以及步长，当达到局部最优解或最大迭代次数后，输出最终的最优无功补偿量Q_SVG。本发明可以解决传统无功配置方法寻优困难的问题。

技术领域

本发明涉及风电技术领域，具体地说是一种多平台互联海上风电交流输电系统无功配置方法。

背景技术

海上风能具有较高的风速、较小的波动，因此更容易接入电网稳定运行，资源利用效率高，因此我国近年来加快了海上风能的开发步伐。随着海上风电的大规模开发，海上风电并网的相关技术和问题引起了重视。距离海岸线100km范围内一般采用高压交流输电(HVAC)的方式，HVAC系统由陆上变电站、输电线路、海底电缆以及海上变电站组成。为了充分发挥海上风电资源，突破海上平台限制，减少线路损耗，多平台互联的海上风电交流输电系统应运而生。

如图1所示，海上风电机组一般采用海底电缆进行集电，经过建立在海上平台的升压站将电能输送出去，此时高压海底电缆作为输送电能的主要媒介，将产生大量容性充电功率。无功功率在电力系统中的分布将影响系统整体运行，无功功率不足会导致电压下降，而无功功率过多，则会降低有功功率的输送效率，功率因数降低，因此需要配置合理容量的无功补偿装置。而对于多个平台互联的系统，无功补偿方案的选择将更加复杂。

对于点对点送电系统，传统的无功补偿方案，一般将无功补偿装置安装在并网点，根据对安全电压的要求进行计算，确定投切的无功容量大小。这种方式实现起来简单方便，但一般确定了无功补偿的方式很难变动，无法根据负荷以及风场输出功率的变化实现灵活补偿。另一种方案可以将选址以及定容看成非线性优化问题，采用启发性寻优算法，同时确定无功补偿装置的位置以及容量，但往往由于大量的迭代计算使得求解时间过长，计算难度较大，且无功补偿并非需要最优解，只要满足运行条件即可正常运行。目前海上风电送出系统的无功补偿方案往往针对单一点对点系统，对于多平台互联的综合系统尚未进行计算，且往往忽略风机本身对系统无功的调节，以及邻近变电站的无功支援，难以综合考虑选址与定容两个关键问题。

无功补偿配置规划是综合考虑全局电压响应、功率因数、潮流变化等多个问题的集合，因此需要充分利用海上风电输电系统中现有的设备，提高输电效率，优化无功配置，建立合理的数学模型进行选址和定容两个问题，同时选择合适的求解方法，提高求解速度，并降低冗余配置情况的发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多平台互联海上风电交流输电系统无功配置方法，用于解决传统无功配置方法寻优困难、求解效率低的技术问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种多平台互联海上风电交流输电系统无功配置方法，其特征在于，它包括以下步骤：

1、收集多平台互联海上风电交流输电系统数据，确定系统无功需求；

2、对电压控制指数进行计算，选择对全局电压控制能力强的点作为无功补偿点；

3、选择目标函数，以有功损耗小、投入无功最少为目标，建立多平台互联海上风电交流输电系统无功配置模型；

4、根据风电场运行规则建立约束条件，并在每一次迭代后重新进行潮流计算，更新约束条件；

5、利用天牛须搜索寻优算法，并与上一次计算进行比较，更新寻优方向以及步长，当达到局部最优解或最大迭代次数后，输出最终的最优无功补偿量Q_SVG。