[发明专利]不同时间尺度下多目标协调分散风电场无功优化控制方法

摘要

本发明公开了一种基于不同时间尺度下多目标协调的分散式风电场无功优化控制方法，根据不同的时间尺度选择不同控制目标针对毫秒级的无功优化控制，系统以机组变流器的瞬间最大无功支撑能力为目标；针对秒级的无功优化控制，系统以电压偏差最小、短时闪变最小为综合优化目标；针对分钟级的无功优化控制，系统以有功网损最小为优化目标。并且通过调节无功功率来实现多目标的无功优化控制。采用了本发明的技术方案，可以使分散式风电场安全、经济的运行，合理的无功分布可以降低网损、提高机组变流器的瞬间最大无功支撑和电能质量并保证电网正常的运行。

主权项

一种不同时间尺度下多目标协调的分散式风电场无功优化控制方法，其特征在于：包括的步骤为：第一步，通过SCADA检测控制和采集系统得到风电场的实时数据，然后将这些数据通过通讯线缆发送控制中心；第二步，控制中心根据采集的数据进行分钟级的控制，根据最优潮流计算得到风电场汇集点的电压参考值为追求经济性，此分钟级的控制目标是系统的网损最小：f1＝min Ploss                  (1)其中Ploss为区域有功网损；第三步，当下一个分钟级的控制周期到来时，返回第二步，根据给定的电压参考值，控制目标函数，使网损最小；否则执行第四步；第四步，将采集到的风电场汇集点的电压参考值与调度中心参考电压值进行比较，得到电压偏差值为了防止设备的频繁调节，设置电压死区范围，设置范围为‑0.01≤ΔU≤0.01，其中ΔU为的幅值；若电压偏差值在死区范围内并且短时闪变满足国标要求，则不需要进行优化，保持上一周期的优化方案，等待下一个分钟级控制周期到来，根据新的电压参考值重新执行第四步的控制；若超出死区控制，针对秒级的无功优化控制，系统将以短时闪变最小、电压偏差最小为综合优化目标函数，目标函数为：f2＝min(c1Pst+c2ΔU)              (2)其中Pst为各个节点的短时闪变之和；ΔU为汇集点的电压偏差之和；c1，c2为权重系数，且c1+c2＝1；第五步，当下一个秒级的控制周期到来时，重新执行第四步，根据给定的电压参考值，控制目标函数，使短时闪变最小、电压偏差最小；否则执行第六步；第六步，针对毫秒级的无功优化控制，系统以机组变流器的瞬间最大无功支撑能力为目标，目标函数为：f3=maxΣk=1lakΔQi---(3)]]>其中ΔQi为第i个风机的无功支持能力；ak为权重系数，l为选取的权重系数个数，要求计算出每台风机所发出的无功极限与实时测得的无功功率值的差值之和最小值；第七步，当下一个毫秒级的控制周期到来时，重新进入第六步，根据给定的电压参考值，控制目标函数，使机组变流器的瞬间最大无功支撑能力最大；第八步，运用自适应权重以及自适应罚函数的遗传算法进行多目标无功优化。