[发明专利]一种分散式风电场无功规划与无功控制方法

摘要

一种分散式风电场无功规划与无功控制方法，首先对分散式风电接入配电网的系统进行整体建模，在风电场处于额定出力时计算分散式风电场各馈电线路的无功需求；然后利用粒子群算法对各条馈线各机组的并联可控电抗器接入容量进行优化规划，确定各机组可控电抗器的感性无功补偿容量；采集分散式风电场内各风机出口电压、POI电压、各风电机组有功与无功出力、各机组可控电抗器投入容量，根据POI的电压越限与否，决定分散式风电场可控电抗器与风机的无功出力。本发明抑制分散式风电场POI电压越上限，免除分散式风电场动态无功设备的安装，降低分散式风电开发成本，解决分散式风电场多点接入配电网时无功设备多点分散补偿的无功电压控制问题。

主权项

1.一种分散式风电场无功规划与无功控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下过程：首先，对分散式风电接入配电网的系统进行整体建模，系统模型包括配电网、风电机组和箱变、并联可控电抗器和风电场馈电线路，在风电场处于额定出力时，根据第i个POI电压参考值V_iref与第i个POI电压实际值V_i计算分散式风电场各馈电线路的无功需求Q₁、Q₂…Q_m，i＝1,2,3…n；然后，利用粒子群算法对各条馈线各机组的并联可控电抗器接入容量进行优化规划，确定机组i可控电抗器的感性无功补偿容量；利用粒子群算法对m条馈线各机组的并联可控电抗器接入容量进行优化配置，过程如下：采用粒子群算法进行迭代搜索，求最优解，步骤如下：Step1:将风机有功出力P_G、无功出力Q_G和可控电抗器初始化参数输入分散式风电场的仿真模型，计算分散式风电场内的馈电线路有功损耗P_{loss_i}、POI电压V_i；step2:设置粒子的维数、最大迭代次数与粒子数；step3:将step1中得到的结果带入公式(10)中，得到适应度值f_min，令f_min等于当前粒子的位置p_id^(t)；Step4:初始化位置与速度，计算第一个个体最优粒子的位置p_id^(t)，并将此V_id^(t+1)＝w·V_id^(t)+c₁r₁·(p_id^(t)‑X_id^(t))+c₂r₂·(p_gd^(t)‑X_id^(t))i＝1,2,...,n   (11)p_id^(t)设为种群当前寻找到的全局最优粒子的位置p_gd^(t)；Step5:若当前粒子适应度值小于个体极值，则更新当前的个体极值p_ibest；Step6:若当前粒子适应度值小于全局极值，则更新当前的全局极值p_gbest；Step7:由公式(11)(12)更新速度向量与位置向量；X_id^(t+1)＝X_id^(t)+V_id^(t+1),X_id^min≤X_id^(t)≤X_id^max i＝1,2,...,n             (12)式中t为当前循环次数；c₁、c₂为粒子权重系数；w为惯性权重；r₁、r₂为(0，1)内均匀分布随机数；V_id、X_id为第i维粒子的位置与速度；Step8:用更新后的速度向量与位置向量计算适应度值；Step9:重复step5到step7；Step10:判断迭代次数，满足则输出结果；否则回到Step7；最后，EMS采集分散式风电场内各风机出口电压、POI电压、各风电机组有功与无功出力、各机组可控电抗器投入容量，根据POI的电压越限与否，决定分散式风电场可控电抗器与风机的无功出力；可控电抗器与风电机组无功协调控制的步骤如下：步骤1:风电场内各数据采集设备采集风电场内各风机出口电压、POI电压、各风电机组有功与无功出力、各机组并联可控电抗器投入容量，并将其传送到EMS；步骤2:EMS根据电压越限与否，决定分散式风电场中的可控电抗器组是否动作；当POI电压不存在越限节点时，所有并联可控电抗器不动作；当POI存在电压越限节点时，利用粒子群算法优化可控电抗器的投入容量，优化目标函数如式，步骤3:将风机有功出力P_G、可控电抗器接入容量输入分散式风电场的仿真模型，利用潮流计算计算分散式风电场内的馈电线路有功损耗P_{loss_i}、POI电压V_i，根据风机无功出力Q_G与风电机组台数设置粒子的维数、粒子数与最大迭代次数，利用粒子群算法对目标函数进行寻优，当达到最大迭代次数或满足输出条件时则输出结果；否则回到Step7。