本发明提供一种风电场无功电压优化控制方法,通过有效利用风电场内的多种无功设备及调压措施,保证风电场安全运行的前提下,快速响应调度机构下达的风电场电压指令。以风电场内无功设备无功裕度最大、风电机组机端电压稳定水平最高为综合目标,以风电场并网点电压约束、节点有功功率和无功功率平衡约束以及变量上下限约束等为约束条件,建立风电场无功电压优化控制模型,并使用优化算法进行求解,将优化得到的风电场电压无功优化控制指令下发给风电场内各类无功设备执行。本发明协调了风电场内各类快速和慢速可调的无功设备,在保证并网点无功电压满足调度指令的同时,使得风电场内无功裕度最大、电压稳定水平最高,且网损降低。
1.一种风电场无功电压优化控制方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:步骤1:风电场数据监控系统接收调度系统下达的风电场并网点电压指令ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="125"/>并采集各控制单元的实时运行信息;步骤2:比较并网点实时电压V_PCC和所述风电场并网点电压指令ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="126"/>确定风电场所需的无功容量是感性无功或容性无功,进而确定风电机组以及并联补偿各自的无功出力极限;步骤3:建立风电场无功电压优化控制模型;步骤4:对风电场无功电压优化控制模型进行优化求解,得到风电场内各控制单元的无功电压优化控制指令;步骤5:无功电压控制系统将所述无功电压优化控制指令下发至风电场内的各控制单元,各控制单元根据自身的运行特性响应所述无功电压优化控制指令,执行控制后将并网点实时电压V_PCC反馈给调度系统;所述步骤3包括以下步骤:步骤3‐1:根据风电场内风电机组机端电压稳定指标||ΔV||²和无功设备无功裕度指标||ΔQ||²建立风电场无功电压优化控制模型的目标函数;步骤3‐2:根据无功优化控制的约束条件建立风电场无功电压优化控制模型的约束函数;所述约束条件包括风电场并网点电压约束、节点有功功率和无功功率平衡约束以及变量上下限约束;所述变量上下限约束包括节点电压幅值上下限约束、可调变压器抽头档位约束、并联无功补偿容量约束和风电机组无功出力约束。
2.根据权利要求1所述的风电场无功电压优化控制方法,其特征在于:所述步骤1中,实时运行信息包括风电场拓扑信息、风电机组开停状态、风电机组实际无功功率Q_g、风电机组机端电压V_g、变压器抽头档位T_tap和并联补偿的实际无功功率Q_c。
3.根据权利要求1所述的风电场无功电压优化控制方法,其特征在于:所述步骤2包括以下步骤:步骤2‐1:并网点实时电压V_PCC低于所述风电场并网点电压指令ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="128"/>且绝对差值超过控制死区时,即ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="410"/>风电场提供容性无功,风电机组的无功出力调节范围为零至风电机组当前可提供的最大容性无功Q′_gmax,即[Q_gmin,Q_gmax]=[0,Q′_gmax],其中Q_gmax和Q_gmin分别为风电机组的无功出力上下限;并联补偿的无功出力调节范围为零至并联补偿当前可调xa0最大容性无功Q′_cmax,即[Q_cmin,Q_cmax]=[0,Q′_cmax],其中Q_cmax和Q_cmin分别为并联补偿的无功出力上下限;步骤2‐2:并网点实时电压V_PCC高于所述风电场并网点电压指令ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="130"/>绝对差值超过控制死区时,即ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="408"/>风电场需提供感性无功,风电机组的无功出力调节范围为风电机组当前可提供的最大感性无功Q′_gmin至零,即[Q_gmin,Q_gmax]=[Q′_gmin,0];并联补偿的无功出力调节范围为并联补偿当前可提供的最大感性无功Q′_cmin至零,即[Q_cmin,Q_cmax]=[Q′_cmin,0]。
4.根据权利要求1所述的风电场无功电压优化控制方法,其特征在于:所述步骤3‐1包括以下步骤:步骤3‐1‐1:确定风电场内风电机组机端电压稳定指标||ΔV||²;风电场内风电机组机端电压稳定指标||ΔV||²为所有风电机组机端电压V_gi和其参考电压xa0ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="63"/>差值的平方和,即 ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="688"/> 其中,N_g为风电场内风电机组台数;步骤3‐1‐2:确定无功设备无功裕度指标||ΔQ||²;无功设备无功裕度指标||ΔQ||²表示为: ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/> 其中:α_g和α_c分别为风电机组和并联补偿的加速因子,||ΔQ_g||²为风电机组无功裕度,||ΔQ_c||²为并联补偿无功裕度,N_c为并联补偿数量,ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="69"/>和ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="67"/>分为第i台风电机组的实际无功功率和参考无功功率,ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="65"/>和ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="71"/>分别为第i台并联补偿的实际无功功率和参考无功功率;步骤3‐1‐3:结合风电场内风电机组机端电压稳定指标||ΔV||²和无功设备无功裕度指标||ΔQ||²建立以风电机组机端电压稳定水平最高、无功设备无功裕度最大为综合目标的风电场无功电压优化控制模型的目标函数,所述目标函数为:minxa0f(x)=ω_v||ΔV||²+ω_q||ΔQ||²xa0xa0xa0xa0xa0xa0(3)xa0其中,ω_v和ω_q分别为风电场内风电机组机端电压稳定指标||ΔV||²和无功设备无功裕度指标||ΔQ||²的权重系数。
5.根据权利要求1所述的风电场无功电压优化控制方法,其特征在于:所述步骤3‐2包括以下步骤:步骤3‐2‐1:假设并网点电压允许控制误差ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="123"/>则风电场并网点电压合格的约束函数为: ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/> 步骤3‐2‐2:节点有功功率和无功功率平衡的约束函数为: ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/> 式中:G_ij和B_ij分别为节点i和节点j之间的导纳系数;V_i和V_j为节点i和节点j的电压幅值,N_s为节点数量,θ_ij为节点i和节点j之间的相角差;ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="65"/>和ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="68"/>分别为节点i的有功出力和无功出力,ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="73"/>和ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="66"/>分别为节点i的有功负荷和无功负荷;步骤3‐2‐3:节点电压幅值上下限约束、可调变压器抽头档位约束、并联无功补偿容量约束和风电机组无功出力约束函数为: ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="691"/> 其中,V_i、V_imax和V_imin分别表示节点i的当前电压、电压调节上限和电压调节下限;ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="118"/>ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="122"/>和ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="110"/>分别表示变压器i的当前抽头档位、抽头调节上限和抽头调节下限;ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="114"/>和ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="106"/>分别第i台风电机组可调无功上限和可调无功下限,ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="112"/>和ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="99"/>分别第i台并联补偿设备可调无功上限和可调无功下限。
6.根据权利要求1所述的风电场无功电压优化控制方法,其特征在于:所述步骤4中,无功电压优化控制指令包括风电机组机端电压指令ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="122"/>风电机组实际无功功率输出指令xa0ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="123"/>并联补偿的实际无功功率输出指令ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="92"/>和变压器抽头档位指令ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="120"/>技术领域
本发明属于新能源发电技术领域,具体涉及一种提高风电场电压稳定性的风电场无功电压优化控制方法。
背景技术
在电力系统控制中,无功功率和电压关系非常密切,系统中的无功功率必须保持平衡以确保系统电压在允许的范围内,为了降低远距离无功传输导致的有功损耗,电力系统无功电压要求分层分区、就地平衡。风电场正常运行方式下运行状态的变化会对电网的无功分布造成影响,表现为风电场出力较低时,线路轻载,充电功率过剩向电网注入无功;风电场出力较高时,线路充电功率小于风电场与网络元件消耗的无功功率,风电场从电网吸收无功。由于风电出力具有波动性,风电场吸收和发出无功功率的状态将经常发生改变,导致风电场和风电集中接入地区无功电压波动较大。风电场内风电机组较多,受地形条件影响,风电机组之间距离分布较广,当风电场并网点电压在国标允许的范围内波动时,部分风电机组机端电压已经超出风电机组正常运行电压范围,导致机组频繁保护脱网;且风电场需参与电网无功电压控制,维持电网调度机构预设的并网点电压水平。风电场内无功源设备包括风电机组、集中无功补偿设备以及变压器抽头等,无功设备众多且动作时间不尽相同,为了均衡协调场内各类无功源设备,达到并网点电压满足调度要求、电压稳定水平最高、无功裕度最大的目的,需研究一种风电场无功电压优化控制方法,增强电网的电压稳定性,以及提高风电的消纳能力。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明提供一种风电场无功电压优化控制方法,风电场无功电压优化控制方法协调了风电场内各类快速和慢速可调的无功设备,在保证并网点无功电压满足调度指令的同时,可使得风电场内无功裕度最大、电压稳定水平最高,且网损降低。为了实现上述发明目的,本发明采取如下技术方案:提供一种风电场无功电压优化控制方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:步骤1:风电场数据监控系统接收调度系统下达的风电场并网点电压指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="111"/>并采集各控制单元的实时运行信息;步骤2:比较并网点实时电压V_PCC和所述风电场并网点电压指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="111"/>确定风电场所需的无功容量是感性无功或容性无功,进而确定风电机组以及并联补偿各自的无功出力极限;步骤3:建立风电场无功电压优化控制模型;步骤4:对风电场无功电压优化控制模型进行优化求解,得到风电场内各控制单元的无功电压优化控制指令;步骤5:无功电压控制系统将所述无功电压优化控制指令下发至风电场内的各控制单元,各控制单元根据自身的运行特性响应所述无功电压优化控制指令,执行控制后将并网点实时电压V_PCC反馈给调度系统。所述步骤1中,实时运行信息包括风电场拓扑信息、风电机组开停状态、风电机组实际无功功率Q_g、风电机组机端电压V_g、变压器抽头档位T_tap和并联补偿的实际无功功率Q_c。所述步骤2包括以下步骤:步骤2-1:并网点实时电压V_PCC低于所述风电场并网点电压指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="110"/>且绝对差值超过控制死区时,即ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="395"/>风电场提供容性无功,风电机组的无功出力调节范围为零至风电机组当前可提供的最大容性无功Q′_gmax,即[Q_gmin,Q_gmax]=[0,Q′_gmax],其中Q_gmax和Q_gmin分别为风电机组的无功出力上下限;并联补偿的无功出力调节范围为零至并联补偿当前可调最大容性无功Q′_cmax,即[Q_cmin,Q_cmax]=[0,Q′_cmax],其中Q_cmax和Q_cmin分别为并联补偿的无功出力上下限;步骤2-2:并网点实时电压V_PCC高于所述风电场并网点电压指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="110"/>绝对差值超过控制死区时,即ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="395"/>风电场需提供感性无功,风电机组的无功出力调节范围为风电机组当前可提供的最大感性无功Q′_gmin至零,即[Q_gmin,Q_gmax]=[Q′_gmin,0];并联补偿的无功出力调节范围为并联补偿当前可提供的最大感性无功Q′_cmin至零,即[Q_cmin,Q_cmax]=[Q′_cmin,0]。所述步骤3包括以下步骤:步骤3-1:根据风电场内风电机组机端电压稳定指标||ΔV||²和无功设备无功裕度指标||ΔQ||²建立风电场无功电压优化控制模型的目标函数;步骤3-2:根据无功优化控制的约束条件建立风电场无功电压优化控制模型的约束函数;所述约束条件包括风电场并网点电压约束、节点有功功率和无功功率平衡约束以及变量上下限约束;所述变量上下限约束包括节点电压幅值上下限约束、可调变压器抽头档位约束、并联无功补偿容量约束和风电机组无功出力约束。所述步骤3-1包括以下步骤:步骤3-1-1:确定风电场内风电机组机端电压稳定指标||ΔV||²;风电场内风电机组机端电压稳定指标||ΔV||²为所有风电机组机端电压V_gi和其参考电压ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="52"/>差值的平方和,即 | | ΔV | | 2 = Σ i = 1 i ∈ N g ( V gi - V gi 0 ) 2 - - - ( 1 ) ]]> 其中,N_g为风电场内风电机组台数;步骤3-1-2:确定无功设备无功裕度指标||ΔQ||²;无功设备无功裕度指标||ΔQ||²表示为: | | ΔQ | | 2 = α g · | | Δ Q g | | 2 + α c · | | Δ Q c | | 2 = α g · Σ i = 1 i ∈ Ng ( Q g i - Q g i 0 Q g max - Q g min ) 2 + α c · Σ i = 1 i ∈ N c ( Q c i - Q c i 0 Q c max - Q c min ) 2 - - - ( 2 ) ]]> 其中:α_g和α_c分别为风电机组和并联补偿的加速因子,||ΔQ_g||²为风电机组无功裕度,||ΔQ_c||²为并联补偿无功裕度,N_c为并联补偿数量,ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="59"/>和ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="59"/>分为第i台风电机组的实际无功功率和参考无功功率,ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="54"/>和ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="54"/>分别为第i台并联补偿的实际无功功率和参考无功功率;步骤3-1-3:结合风电场内风电机组机端电压稳定指标||ΔV||²和无功设备无功裕度指标||ΔQ||²建立以风电机组机端电压稳定水平最高、无功设备无功裕度最大为综合目标的风电场无功电压优化控制模型的目标函数,所述目标函数为:minf(x)=ω_v||ΔV||²+ω_q||ΔQ||²xa0xa0xa0(3)其中,ω_v和ω_q分别为风电场内风电机组机端电压稳定指标||ΔV||²和无功设备无功裕度指标||ΔQ||²的权重系数。所述步骤3-2包括以下步骤:步骤3-2-1:假设并网点电压允许控制误差ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="110"/>则风电场并网点电压合格的约束函数为: V PCC ref - V PCC err ≤ V PCC ≤ V PCC ref + V PCC err - - - ( 4 ) ]]> 步骤3-2-2:节点有功功率和无功功率平衡的约束函数为: P G i - P D i - V i · Σ j = 1 N s V j · ( G ij · cos θ ij + B ij · sin θ ij ) = 0 - - - ( 5 ) ]]> Q G i - Q D i - V i · Σ j = 1 N s V j · ( G ij · sin θ ij - B ij · cos θ ij ) = 0 ]]> 式中:G_ij和B_ij分别为节点i和节点j之间的导纳系数;V_i和V_j为节点i和节点j的电压幅值,N_s为节点数量,θ_ij为节点i和节点j之间的相角差;ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="53"/>和ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="61"/>分别为节点i的有功出力和无功出力,ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="54"/>和ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="62"/>分别为节点i的有功负荷和无功负荷;步骤3-2-3:节点电压幅值上下限约束、可调变压器抽头档位约束、并联无功补偿容量约束和风电机组无功出力约束函数为: V i min ≤ V i ≤ V i max T tap i min ≤ T tap i ≤ T tap i max Q g i min ≤ Q g i ≤ Q g i max Q c i min ≤ Q c i ≤ Q c i max - - - ( 6 ) ]]> 其中,V_i、V_imax和V_imin分别表示节点i的当前电压、电压调节上限和电压调节下限;ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="98"/>ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="106"/>和ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="102"/>分别表示变压器i的当前抽头档位、抽头调节上限和抽头调节下限;ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="97"/>和ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="92"/>分别第i台风电机组可调无功上限和可调无功下限,ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="92"/>和ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="88"/>分别第i台并联补偿设备可调无功上限和可调无功下限。所述步骤4中,无功电压优化控制指令包括风电机组机端电压指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="106"/>风电机组实际无功功率输出指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="106"/>并联补偿的实际无功功率输出指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="78"/>和变压器抽头档位指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="102"/>与现有技术相比,本发明的有益效果在于:1.本发明以风电场并网点电压为主要约束,以场内风电机组机端电压稳定性最好、无功设备无功裕度最大为目标,在满足调度指令要求的同时,也保证了风电场内的无功电压稳定状态最佳;2.本发明允许风电场参与到电网的无功电压控制中,根据调度下达的指令维持并网点的无功电压,有利于提高风电场接入地区的电压稳定性;3.本发明在风电场并网点在国标允许范围内波动时,允许风电机组稳定并网运行;4.本发明考虑风电场内有功功率和无功功率平衡、节点电压、风电机组无功、变压器抽头等约束,使得在无功电压控制的同时没有发生风电场内潮流和电压越限情况;5.本发明允许风电机组提供无功功率控制,利用了风电机组的快速无功调节能力,可在更好地控制无功电压的同时,节省了对风电场集中无功补偿的投入。6.本发明考虑了风电机组和并联无功补偿设备的协调,有利于避免风电机组脱网事故引起的高电压状况。
附图说明
图1是本发明实施例中风电场无功电压优化控制方法总体示意图;图2是本发明实施例中风电场无功电压优化控制模型示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。如图1,提供一种风电场无功电压优化控制方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:步骤1:风电场数据监控系统接收调度系统下达的风电场并网点电压指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="111"/>并采集各控制单元的实时运行信息;步骤2:比较并网点实时电压V_PCC和所述风电场并网点电压指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="111"/>确定风电场所需的无功容量是感性无功或容性无功,进而确定风电机组以及并联补偿各自的无功出力极限;步骤3:建立风电场无功电压优化控制模型;步骤4:对风电场无功电压优化控制模型进行优化求解,得到风电场内各控制单元的无功电压优化控制指令;步骤5:无功电压控制系统将所述无功电压优化控制指令下发至风电场内的各控制单元,各控制单元根据自身的运行特性响应所述无功电压优化控制指令,执行控制后将并网点实时电压V_PCC反馈给调度系统。所述步骤1中,实时运行信息包括风电场拓扑信息、风电机组开停状态、风电机组实际无功功率Q_g、风电机组机端电压V_g、变压器抽头档位T_tap和并联补偿的实际无功功率Q_c。所述步骤2包括以下步骤:步骤2-1:并网点实时电压V_PCC低于所述风电场并网点电压指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="110"/>且绝对差值超过控制死区时,即ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="395"/>风电场提供容性无功,风电机组的无功出力调节范围为零至风电机组当前可提供的最大容性无功Q′_gmax,即[Q_gmin,Q_gmax]=[0,Q′_gmax],其中Q_gmax和Q_gmin分别为风电机组的无功出力上下限;并联补偿的无功出力调节范围为零至并联补偿当前可调最大容性无功Q′_cmax,即[Q_cmin,Q_cmax]=[0,Q′_cmax],其中Q_cmax和Q_cmin分别为并联补偿的无功出力上下限;步骤2-2:并网点实时电压V_PCC高于所述风电场并网点电压指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="110"/>绝对差值超过控制死区时,即ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="395"/>风电场需提供感性无功,风电机组的无功出力调节范围为风电机组当前可提供的最大感性无功Q′_gmin至零,即[Q_gmin,Q_gmax]=[Q′_gmin,0;并联补偿的无功出力调节范围为并联补偿当前可提供的最大感性无功Q′_cmin至零,即[Q_cmin,Q_cmax]=[Q′_cmin,0]。如图2,风电场无功电压优化控制模型建立过程包括以下步骤:步骤3-1:根据风电场内风电机组机端电压稳定指标||ΔV||²和无功设备无功裕度指标||ΔQ||²建立风电场无功电压优化控制模型的目标函数;步骤3-2:根据无功优化控制的约束条件建立风电场无功电压优化控制模型的约束函数;所述约束条件包括风电场并网点电压约束、节点有功功率和无功功率平衡约束以及变量上下限约束;所述变量上下限约束包括节点电压幅值上下限约束、可调变压器抽头档位约束、并联无功补偿容量约束和风电机组无功出力约束。所述步骤3-1包括以下步骤:步骤3-1-1:确定风电场内风电机组机端电压稳定指标||ΔV||²;风电场内风电机组机端电压稳定指标||ΔV||²为所有风电机组机端电压V_gi和其参考电压ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="52"/>差值的平方和,即 | | ΔV | | 2 = Σ i = 1 i ∈ N g ( V gi - V gi 0 ) 2 - - - ( 1 ) ]]> 其中,N_g为风电场内风电机组台数;步骤3-1-2:确定无功设备无功裕度指标||ΔQ||²;无功设备无功裕度指标||ΔQ||²表示为: | | ΔQ | | 2 = α g · | | Δ Q g | | 2 + α c · | | Δ Q c | | 2 = α g · Σ i = 1 i ∈ Ng ( Q g i - Q g i 0 Q g max - Q g min ) 2 + α c · Σ i = 1 i ∈ N c ( Q c i - Q c i 0 Q c max - Q c min ) 2 - - - ( 2 ) ]]> 其中:α_g和α_c分别为风电机组和并联补偿的加速因子,||ΔQ_g||²为风电机组无功裕度,||ΔQ_c||²为并联补偿无功裕度,N_c为并联补偿数量,ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="59"/>和ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="59"/>分为第i台风电机组的实际无功功率和参考无功功率,ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="54"/>和ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="54"/>分别为第i台并联补偿的实际无功功率和参考无功功率;步骤3-1-3:结合风电场内风电机组机端电压稳定指标||ΔV||²和无功设备无功裕度指标||ΔQ||²建立以风电机组机端电压稳定水平最高、无功设备无功裕度最大为综合目标的风电场无功电压优化控制模型的目标函数,所述目标函数为:minf(x)=ω_v||ΔV||²+ω_q||ΔQ||²xa0xa0xa0(3)其中,ω_v和ω_q分别为风电场内风电机组机端电压稳定指标||ΔV||²和无功设备无功裕度指标||ΔQ||²的权重系数。所述步骤3-2包括以下步骤:步骤3-2-1:假设并网点电压允许控制误差ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="110"/>则风电场并网点电压合格的约束函数为: V PCC ref - V PCC err ≤ V PCC ≤ V PCC ref + V PCC err - - - ( 4 ) ]]> 步骤3-2-2:节点有功功率和无功功率平衡的约束函数为: P G i - P D i - V i · Σ j = 1 N s V j · ( G ij · cos θ ij + B ij · sin θ ij ) = 0 - - - ( 5 ) ]]> Q G i - Q D i - V i · Σ j = 1 N s V j · ( G ij · sin θ ij - B ij · cos θ ij ) = 0 ]]> 式中:G_ij和B_ij分别为节点i和节点j之间的导纳系数;V_i和V_j为节点i和节点j的电压幅值,N_s为节点数量,θ_ij为节点i和节点j之间的相角差;ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="53"/>和ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="61"/>分别为节点i的有功出力和无功出力,ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="54"/>和ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="62"/>分别为节点i的有功负荷和无功负荷;步骤3-2-3:节点电压幅值上下限约束、可调变压器抽头档位约束、并联无功补偿容量约束和风电机组无功出力约束函数为: V i min ≤ V i ≤ V i max T tap i min ≤ T tap i ≤ T tap i max Q g i min ≤ Q g i ≤ Q g i max Q c i min ≤ Q c i ≤ Q c i max - - - ( 6 ) ]]> 其中,V_i、V_imax和V_imin分别表示节点i的当前电压、电压调节上限和电压调节下限;ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="98"/>ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="106"/>和ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="102"/>分别表示变压器i的当前抽头档位、抽头调节上限和抽头调节下限;ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="97"/>和ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="92"/>分别第i台风电机组可调无功上限和可调无功下限,ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="92"/>和ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="88"/>分别第i台并联补偿设备可调无功上限和可调无功下限。所述步骤4中,无功电压优化控制指令包括风电机组机端电压指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="106"/>风电机组实际无功功率输出指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="106"/>并联补偿的实际无功功率输出指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="78"/>和变压器抽头档位指令ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="102"/>本发明提供的提高风电场电压稳定性的无功电压优化控制方法能有效提高风电场内电压稳定性,并允许风电场参与系统的无功电压平衡,从而提高系统运行的安全稳定性,并提高系统消纳风电的能力。最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。