[发明专利]一种基于线损的风电集群参与电力系统调频方法

权利要求书

1.一种基于线损的风电集群参与电力系统调频方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1:确定风电线损率计算方法；所述风电线损率计算方法具体包括：

S11:在地区电网原运行状况下，计算出有风电时的网损为p_l1；将风电电源节点和外送负荷节点去掉，其他运行数据及网架结构均不变，来模拟无风电时情景，计算出无风电时的网损为p_l2；将有无风电两种情景下计算的网损做差，得到风电网损：

Δp_lf＝p_l1-p_l2；

S12:计算出风电的线损率：

其中，ΔP_nf＝Δp_lf，P_gf为该断面时刻所有机组的有功功率；

S2：建立大规模风电外送地区电网最优潮流模型，具体以地区电网断面线损率最小为目标，建立目标函数如下：

其中，i,j＝1,2,...,n，n为电网节点总数；t＝1,2,...,n为断面时刻，m为所有机组数量，包括火电机组、风电机组和光伏机组，为t断面下节点i流向节点j的有功网损值，为节点j流向节点i的有功网损值，为t时刻电网所有机组的总有功出力；

S3:基于改进遗传算法的最优潮流模型求解；所述改进遗传算法采用自适应性的遗传算法进行求解，待优化的变量为各节点有功出力；

所述自适应性的遗传算主要体现在动态的参数设置方式上，针对不同的运行工况，算法在寻优过程中对其进行判断，根据搜索需要设定不同场景的参数初值，后续根据需求进行参数的动态调整，通过采用自动变化的交叉概率和变异概率控制遗传操作，当寻优出现停滞时，加大变异概率和交叉概率，帮助跳出局限解，易于找到最优解，具体自适应机制可以表达为：

式中：P_c和P_m分别为交叉和变异算子的当前值，P_c0和P_m0为初始值，a和b为两个小于1的常数，N为当前运行代数，N_f为算法寻优过程中出现停滞时的代数。

2.根据权利要求1所述的一种基于线损的风电集群参与电力系统调频方法，其特征在于：所述步骤S11中有风电时的网损p_l1由在地区电网原运行状况下，进行牛拉法潮流计算，然后将全网的线路损耗与变压器损耗相加计算得出；无风电时的网损为p_l2由模拟无风电时情景下，进行牛拉法潮流计算，将全网的所有线路损耗与变压器损耗相加相加计算得出。

3.根据权利要求1所述的一种基于线损的风电集群参与电力系统调频方法，其特征在于：所述步骤S2中目标函数应满足以下约束条件:

A.有功、无功潮流平衡约束：

式中，为t时刻i节点的有功出力，为t时刻i节点的有功负荷，分别为t时刻i节点的无功出力和无功负荷，G_ij、B_ij为节点导纳矩阵中的参数，V_iⁱ和分别为t时刻节点i的电压的幅值与相角，为t时刻节点j的电压的幅值与相角，节点i、j的相角差为为t时刻调度中心下达的有功出力需求，为该节点风机并网线路损耗；

B.不等式约束：

式中，i＝1，2...n，为t时刻节点i的发电机组有功出力；为t时刻节点i的发电机组无功出力；和为节点i、j的电压幅值上下限；为节点i、j间的电压相角差上限；为节点i、j间的j线路电流上限；分别为节点i、j间的有功潮流、无功潮流上限，N_L为发电系统中节点i、j的范围。

4.根据权利要求1所述的一种基于线损的风电集群参与电力系统调频方法，其特征在于：所述步骤S3中基于改进遗传算法对最优潮流模型求解的流程如下：

S31：参数初始化；所述初始化是随机的赋值，是根据线路数对有功和无功功率值进行赋值，赋Y组，Y为设置数量值；

S32：种群初始化；所述种群初始化为采用潮流计算方法进行第一代的种群初始化，即在满足系统约束的前提下，随机生成第一代各风电机组有功出力；

S33：将第一代各风电机组有功出力的值带入目标函数公式，计算网损；选出线损率最小的也即最优的组；

S34：采用潮流算法进行交叉和变异，输出第一代的线损率最小的也即最优的组；

S35：采用潮流计算方法进行下一代计算最优值；

S36：重复步骤S33至S35，直到达到停滞时的代数N_f，N_f可以设定；

S37：根据自适应机制改变交叉率和变异率；在系统最优解陷入停滞时，即当前运行代数大于停滞时的代数N_f时，提高变异率，降低交叉率，防止系统求解陷入局部最优解，重复步骤S34至S35；

S38：计算到第N代，即最后一代时，输出各条线路的有功和无功功率为最佳。