提高新能源匯集區(qū)域電壓安全性的有功無(wú)功協(xié)調(diào)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高新能源匯集區(qū)域電壓安全性的有功無(wú)功協(xié)調(diào)控制方法，屬于新能源接入電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制技術(shù)領(lǐng)域。本方法對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)的新能源功率波動(dòng)情況進(jìn)行評(píng)估，若存在電壓安全問題，則首先啟動(dòng)以無(wú)功調(diào)整量最小為目標(biāo)的無(wú)功電壓控制，充分利用新能源電站的無(wú)功調(diào)節(jié)能力來(lái)消除新能源匯集區(qū)域電網(wǎng)的電壓越限問題，若無(wú)功手段用盡，依然存在電壓安全問題，則啟動(dòng)以有功調(diào)整量最小為目標(biāo)的有功調(diào)度控制，利用新能源電站的有功控制手段來(lái)達(dá)到消除電壓越限的目的。本發(fā)明適應(yīng)目前新能源匯集電網(wǎng)薄弱、電壓波動(dòng)大、電壓安全水平不高的特點(diǎn)，并充分滿足新能源匯集區(qū)域電網(wǎng)的無(wú)功電壓自動(dòng)控制需求，以實(shí)現(xiàn)不同電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的控制需求。
【專利說(shuō)明】
提高新能源匯集區(qū)域電壓安全性的有功無(wú)功協(xié)調(diào)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于新能源接入電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種提高新能 源匯集區(qū)域電壓安全性的有功無(wú)功協(xié)調(diào)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)、光等新能源的強(qiáng)隨機(jī)性、預(yù)測(cè)困難、反調(diào)峰等特點(diǎn)使得新能源匯集區(qū)域調(diào)度和 控制愈加困難。新能源匯集區(qū)域由于缺乏強(qiáng)無(wú)功電源支撐，電網(wǎng)電壓隨新能源有功功率波 動(dòng)變化較大，并且新能源并網(wǎng)點(diǎn)電壓安全裕度不大，如何挖掘新能源電站的有功和無(wú)功控 制能力，抑制新能源有功波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)電壓的影響，支撐新能源匯集區(qū)域電網(wǎng)電壓，提高新能 源匯集區(qū)域電壓安全性是目前各個(gè)新能源基地所在電網(wǎng)面臨的共同挑戰(zhàn)之一。
[0003] 目前，運(yùn)行于控制中屯、的自動(dòng)電壓控制AVC(Automatic Voltage Control)系統(tǒng)協(xié) 調(diào)控制電網(wǎng)內(nèi)的無(wú)功資源，對(duì)保障電力系統(tǒng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。傳統(tǒng) 的AVC系統(tǒng)只考慮了新能源電站自身的無(wú)功電壓調(diào)節(jié)能力，但是，新能源匯集區(qū)域電網(wǎng)薄 弱，電壓波動(dòng)受有功影響大，同時(shí)新能源電站無(wú)功調(diào)節(jié)能力有限，只考慮新能源電站的無(wú)功 調(diào)節(jié)能力可能無(wú)法確保新能源匯集區(qū)域電網(wǎng)的電壓安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種提高新能源匯集區(qū)域電壓安 全性的有功無(wú)功協(xié)調(diào)控制方法，。本發(fā)明通過新能源匯集區(qū)域的有功無(wú)功協(xié)調(diào)控制，充分發(fā) 揮新能源電站的控制能力，提高新能源匯集區(qū)域電網(wǎng)的電壓安全水平。
[0005] 本發(fā)明提出的提高新能源匯集區(qū)域電壓安全性的有功無(wú)功協(xié)調(diào)控制方法，其特征 在于，該方法包括W下步驟：
[0006] 1)設(shè)置針對(duì)新能源匯集區(qū)域的自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集周期為Tg,其中Tg由 運(yùn)行人員W參數(shù)設(shè)置的方式人工輸出，Tg取值范圍是30秒-2分鐘；
[0007] 2)在當(dāng)前時(shí)刻，啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)采集，從電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)得到各新能 源電站并網(wǎng)點(diǎn)母線的電壓幅值Vw,新能源電站的有功功率Pw和無(wú)功功率斯，從新能源匯集區(qū) 域AVC系統(tǒng)中獲取各新能源電站并網(wǎng)母線的電壓運(yùn)行上限Vii和電壓運(yùn)行下限Yw,從新能源 電站AVC子站得到各新能源電站的無(wú)功上限召W和無(wú)功下限自W，通過新能源功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)得 到各新能源電站的預(yù)測(cè)有功最大出力古定義k為后續(xù)循環(huán)計(jì)算的標(biāo)志位，k=l表示需要啟 動(dòng)有功控制計(jì)算，k = 0表示需要啟動(dòng)無(wú)功控制計(jì)算，本環(huán)節(jié)，令k = 0;
[000引 3)對(duì)新能源匯集區(qū)域內(nèi)各個(gè)新能源電站進(jìn)行逐一判定，形成越限的新能源電站集 合0：；;令Y'w、馬,分別表示第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)點(diǎn)的電壓實(shí)測(cè)值、電壓下限和電壓上限， 對(duì)于第i個(gè)新能源電站具體判定方法為：
[0009] 3.1)若￥,^>京1，則表明電壓超越上限，將第1個(gè)新能源電站納入集合￡^，并設(shè)置 電壓控制目標(biāo)中，t=巧，其中：i = l，2，-，，i，…，N，N為新能源電站總個(gè)數(shù)，e為電壓控制 安全死區(qū)，取值范圍為0.3-1. OkV;
[0010] 3.2)若V;,, < Y;,,，則表明電壓超越下限，將第i個(gè)新能源電站納入集合?。海⒃O(shè)置 電壓控制目標(biāo)f.:,二茲-足；
[001。 3.3)若芭^ V、t含兩!,.，則表明該新能源電站電壓處于安全范圍，不需要校正控制；
[001^ 4)若巧:為空，則表明當(dāng)前新能源匯集區(qū)域電網(wǎng)不存在電壓安全問題，進(jìn)行步驟 9)，否則進(jìn)行步驟5) ;5)對(duì)k的值進(jìn)行判定:若k = 0,則建立無(wú)功電壓控制模型，得到無(wú)功的 調(diào)整量;若k=l，則進(jìn)行步驟7)，建立有功控制模型，得到有功的調(diào)整量；
[OOK]當(dāng)k = 0時(shí)，建立無(wú)功電壓控制模型并得到無(wú)功的調(diào)整量，具體步驟包括：
[0014] 5.1 )構(gòu)誰(shuí)韋功由圧梓制檀巧的加巧《日標(biāo)巧掛，化式（1)所示：
[0015]
[0016] 其中，AQw為新能源電站的無(wú)功調(diào)整量向量，WP為電壓校正目標(biāo)的目標(biāo)權(quán)重，取值 范圍為10.0-100.0，wq為新能源無(wú)功調(diào)整目標(biāo)權(quán)重，取值范圍為0.1-1，專W，,為參與校正的新 能源電站并網(wǎng)母線電壓設(shè)定值，Vw,r為參與校正的新能源電站并網(wǎng)母線電壓實(shí)際值，Sqw,r為 新能源電站無(wú)功對(duì)參與校正的新能源電站并網(wǎng)母線電壓的調(diào)整靈敏度；
[0017] 5.2)設(shè)置無(wú)功電壓控制模型的約束條件：
[001引 5.2.1)新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)新能源電站的無(wú)功約束，如式(2)所示：
[0019] ^ <化+Aa <氏（'么)'
[0020] 其中，結(jié)為第i個(gè)新能源電站無(wú)功功率值，A貨為第i個(gè)新能源電站無(wú)功調(diào)整量， 苗、瓦分別為第i個(gè)新能源電站無(wú)功上限和無(wú)功下限；
[0021] 5.2.2)新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓約束：
[0022]
[0023] 其中，、K產(chǎn)ax分別為第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)點(diǎn)的電壓最小值和電壓最大值， 為新能源電站無(wú)功調(diào)節(jié)對(duì)第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓的調(diào)整靈敏度；
[0024] 冷皿。由式(4)確定：
[0025]
[0026]
[0027]
[0028] 5.2.3)新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)母線電壓的調(diào)節(jié)步長(zhǎng)約束，如式 (6)所示：
[0029] |s；qAQ"|<AF,；'" (660
[0030] 其中，A巧''為第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)母線的單次電壓調(diào)節(jié)步長(zhǎng)，取值范圍為0.5- 2kV；
[0031] 通過內(nèi)點(diǎn)法求解式（1)至式(6)構(gòu)成的二次規(guī)劃數(shù)學(xué)模型的無(wú)功控制模型，得到各 新能源電站無(wú)功的調(diào)整量A Qw;
[0032] 6)根據(jù)式（7)來(lái)修正各新能源并網(wǎng)點(diǎn)母線電壓;令計(jì)算標(biāo)志位k=l，啟動(dòng)有功控 審IJ，并重新返回步驟3);
[0033] Vw=Vw+SvqAQw (7)
[0034] 其中Svq為新能源電站無(wú)功調(diào)節(jié)對(duì)電壓的靈敏度；
[0035] 7)建立有功控制模型得到有功的調(diào)整量來(lái)消除電壓越限：
[0036] 7.1)構(gòu)造有功控制模型的加權(quán)多目標(biāo)函數(shù)，如式(8)所示：
[0037]
[0038] 其中，A Pw為新能源電站的有功調(diào)整量向量；
[0039] 7.2)設(shè)置有功控制模型的約束條件：
[0040] 7.2.1)新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)新能源電站的有功約束，如式(9)所示：
[0041 ] (9>
[0042] 其中，巧為第i個(gè)新能源電站有功功率值，A巧為第i個(gè)新能源電站有功調(diào)整量，只 為第i個(gè)新能源電站有功最大預(yù)測(cè)出力；
[0043] 7.2.2)新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓約束，如式(10)所示：
[0044] <的+SivpZiPw 化(10):
[0045] 其中，Stp為新能源電站有功調(diào)節(jié)對(duì)第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓的調(diào)整靈敏度；
[0046] K:.'。。。由式（11)確定：
[0047]
[004引
[0049]
[0050] 7.2.3)新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)母線電壓的調(diào)節(jié)步長(zhǎng)約束，如式 (13)所示：
[0051] |s；,AQ"+S；AP"|<Af^,''-' (13)
[0052] 通過內(nèi)點(diǎn)法求解式(8)至式（13)構(gòu)成的二次規(guī)劃數(shù)學(xué)模型的有功控制模型，得到 各新能源電站有功的調(diào)整量A Pw;
[0053] 8)記錄各新能源電站的無(wú)功調(diào)節(jié)量A Qw和有功調(diào)節(jié)量A Pw,并分別發(fā)送到新能源 各AVC子站和自動(dòng)發(fā)電控制AGC子站，由其跟蹤執(zhí)行；
[0054] 9)等待下一次的數(shù)據(jù)周期到來(lái)，重新返回步驟2)。
[0055] 本發(fā)明提出的提高新能源匯集區(qū)域電壓安全性的有功無(wú)功協(xié)調(diào)控制方法，其特點(diǎn) 及有益效果是是：
[0056] 本方法對(duì)當(dāng)前新能源匯集區(qū)域電網(wǎng)的電壓安全水平進(jìn)行評(píng)估，若存在電壓安全問 題，則首先啟動(dòng)W無(wú)功調(diào)整量最小為目標(biāo)的無(wú)功電壓控制，充分利用新能源電站的無(wú)功調(diào) 節(jié)能力來(lái)消除新能源匯集區(qū)域電網(wǎng)的電壓越限問題，若無(wú)功手段用盡，依然存在電壓安全 問題，則啟動(dòng)W有功調(diào)整量最小為目標(biāo)的有功調(diào)度控制，利用各新能源電站的有功控制手 段來(lái)達(dá)到消除電壓越限的目的。
[0057] 本發(fā)明適應(yīng)目前新能源匯集電網(wǎng)薄弱、電壓波動(dòng)大、電壓安全水平不高的特點(diǎn)，并 充分滿足了新能源匯集區(qū)域電網(wǎng)的無(wú)功電壓自動(dòng)控制需求。本方法可集成在調(diào)度中屯、運(yùn)行 的新能源匯集自動(dòng)電壓控制主站系統(tǒng)中，使該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)根據(jù)新能源匯集運(yùn)行狀態(tài)和電 網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)施最適宜的無(wú)功電壓控制策略及有功控制策略，W實(shí)現(xiàn)不同的電網(wǎng)安全、優(yōu) 質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的控制需求，提高新能源匯集區(qū)域電網(wǎng)的電壓安全水平。
【具體實(shí)施方式】
[0058] 本發(fā)明提出的提高新能源匯集區(qū)域電壓安全性的有功無(wú)功協(xié)調(diào)控制方法，下面結(jié) 合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明如下。
[0059] 本發(fā)明提出的提高新能源匯集區(qū)域電壓安全性的有功無(wú)功協(xié)調(diào)控制方法，其中設(shè) 及的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SupervisoiT Control And Data Acquisition,SCADA)W 計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信為基礎(chǔ)，對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制。
[0060] 本發(fā)明中設(shè)及的自動(dòng)電壓控制(AVC)主站是電力系統(tǒng)無(wú)功電壓調(diào)整和控制的一種 功能或者裝置，是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的主要內(nèi)容之一，AVC主站利用位于控制中屯、的監(jiān)控計(jì)算 機(jī)、通訊通道、和位于廠站端的自動(dòng)化控制裝置等組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過控制傳統(tǒng)水/ 火電廠、變電站、新能源電站等廠站的無(wú)功出力，保證電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
[0061] 本發(fā)明提出的提高新能源匯集區(qū)域電壓安全性的有功無(wú)功協(xié)調(diào)控制方法實(shí)施例， 包括W下步驟：
[0062] 1)設(shè)置針對(duì)新能源匯集區(qū)域的自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集周期為Tg,其中Tg由 運(yùn)行人員W參數(shù)設(shè)置的方式人工輸出，Tg取值范圍是30秒-2分鐘，本實(shí)施例中（典型情況 下），Tg= 1分鐘；
[0063] 2)在當(dāng)前時(shí)刻，啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)采集，從電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA)得到 各新能源電站并網(wǎng)點(diǎn)母線的電壓幅值Vw,新能源電站的有功功率Pw和無(wú)功功率斯，從新能源 匯集區(qū)域AVC系統(tǒng)中獲取各新能源電站并網(wǎng)母線的電壓運(yùn)行上限承"和電壓運(yùn)行下限Yw,從 新能源電站AVC子站得到各新能源電站的無(wú)功上限否。.和無(wú)功下限自W，通過新能源功率預(yù)測(cè) 系統(tǒng)得到各新能源電站的預(yù)測(cè)有功最大出力f。，定義k為后續(xù)循環(huán)計(jì)算的標(biāo)志位，k=l表示 需要啟動(dòng)有功控制計(jì)算，k = 0表示需要啟動(dòng)無(wú)功控制計(jì)算，本環(huán)節(jié)，令k = 0;
[0064] 3)對(duì)新能源匯集區(qū)域內(nèi)各個(gè)新能源電站進(jìn)行逐一判定，形成越限的新能源電站集 合與;令V;、觀、：扔,分別表示第1個(gè)新能源電站并網(wǎng)點(diǎn)的電壓實(shí)測(cè)值、電壓下限和電壓 上限，對(duì)于第i個(gè)新能源電站具體判定方法為：
[0065] 3.1)若￥>馬,.，則表明電壓超越上限，將第i個(gè)新能源電站納入集合。::，并設(shè)置 電壓控制目標(biāo)V,t=京,，-€，其中：i = l，2,…，i，…，N，N為新能源電站總個(gè)數(shù)，e為電壓控制 安全死區(qū)，由運(yùn)行人員人工給定，取值范圍為0.3-1. OkV，本實(shí)施例中為0.5kV;
[0066] 3.2)若V：<Yl，則表明電壓超越下限，將第i個(gè)新能源電站納入集合hQ：；，并設(shè)置 電壓控制目標(biāo)K =技-C;
[0067] 3.3)若Yl. < 兩,.，則表明該新能源電站電壓處于安全范圍，不需要校正控制 (即不用將第1個(gè)新能源電站納入集合^^己）；
[0068] 4)若為空，則表明當(dāng)前新能源匯集區(qū)域電網(wǎng)不存在電壓安全問題，進(jìn)行步驟 9)，否則進(jìn)行步驟5);
[0069] 5)對(duì)k的值進(jìn)行判定:若k = 0,則建立無(wú)功電壓控制模型，得到無(wú)功的調(diào)整量;若k =1，則進(jìn)行步驟7)，建立有功控制模型，得到有功的調(diào)整量；
[0070] 當(dāng)k = 0時(shí)，建立無(wú)功電壓控制模型并得到無(wú)功的調(diào)整量，具體步驟包括：
[0071] 5.1)構(gòu)造無(wú)功電壓控制模型的加權(quán)多目標(biāo)函數(shù)，如式(1)所示：
[0072]
[0073] 其中，A Qw為新能源電站的無(wú)功調(diào)整量向量，WP為電壓校正目標(biāo)的目標(biāo)權(quán)重（由人 工指定，取值范圍為10.0-100.0,本實(shí)施例為10.0)，wq為新能源無(wú)功調(diào)整目標(biāo)權(quán)重（由人工 指定，取值范圍為0.1-1，本實(shí)施例為為0.1)為參與校正的新能源電站并網(wǎng)母線電壓 設(shè)定值，Vw,r為參與校正的新能源電站并網(wǎng)母線電壓實(shí)際值，Sqw,r為新能源電站無(wú)功對(duì)參與 校正的新能源電站并網(wǎng)母線電壓的調(diào)整靈敏度；
[0074] 5.2)設(shè)置無(wú)功控制模型的約束條件：
[0075] 5.2.1)新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)新能源電站的無(wú)功約束，如式(2)所示：
[0076]
[0077] 其中，a為第i個(gè)新能源電站無(wú)功功率值，A貨為第i個(gè)新能源電站無(wú)功調(diào)整量， ￡.、扔分別為第i個(gè)新能源電站無(wú)功上限和無(wú)功下限；
[007引 5.2.2)新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓約束：
[0079]
[0080] 其中，K,I'm"、K:胃分別為第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)點(diǎn)的電壓最小值和電壓最大值， SU為新能源電站無(wú)功調(diào)節(jié)對(duì)第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓的調(diào)整靈敏度；
[00川為了確保計(jì)算的收斂性，巧'mm由式(4 )確定：
[0082]
[0083]
[0084]
[0085] 5.2.3)新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)母線電壓的調(diào)節(jié)步長(zhǎng)約束，如式 (6)所示：
[0086] |si;qAQ"|<aC.' (6)
[0087] 其中為第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)母線的單次電壓調(diào)節(jié)步長(zhǎng)，一般由人工指定， 取值范圍為〇.5-2kV，本實(shí)施例為l-2kV，典型取值為IkV;
[0088] 通過內(nèi)點(diǎn)法求解式（1)至式(6)構(gòu)成的二次規(guī)劃數(shù)學(xué)模型的無(wú)功電壓控制模型，得 到各新能源電站無(wú)功的調(diào)整量A Qw;
[0089] 6)根據(jù)式(7)來(lái)修正各新能源并網(wǎng)點(diǎn)母線電壓：
[0090] Vw=Vw+SvqAQw(7)
[0091] 其中，Svq為新能源電站無(wú)功調(diào)節(jié)對(duì)電壓的靈敏度，；令計(jì)算標(biāo)志位k=l，表示需要 啟動(dòng)有功控制，并重新返回步驟3);
[0092] 7)建立有功控制模型得到有功的調(diào)整量來(lái)消除電壓越限：
[009引 7.1)構(gòu)造有功控制模型的加權(quán)《目標(biāo)函數(shù)，如式(8)所示：
[0094]
[00M]其中，A Pw為新能源電站的有功調(diào)整量向量；
[0096] 7.2)設(shè)置有功控制模型的約束條件：
[0097] 7.2.1)新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)新能源電站的有功約束，如式(9)所示：
[009引 (9)
[0099] 其中，巧為第i個(gè)新能源電站有功功率值，A巧為第i個(gè)新能源電站有功調(diào)整量，兵;^ 為第i個(gè)新能源電站有功最大預(yù)測(cè)出力；
[0100] 7.2.2)新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓約束，如式(10)所示：
[0101] 巧附。< ；/.: +Si'pAP'' < K m'、（IQ)
[0102] 其中，Stp為新能源電站有功調(diào)節(jié)對(duì)第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓的調(diào)整靈敏度；
[0103] 為了確保計(jì)算的收斂性，K;'胃由式(11)確定：
[0104]
[0105]
[0106]
[0107] 7.2.3)新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)母線電壓的調(diào)節(jié)步長(zhǎng)約束，如式 (13)所示：
[010 引 |S;'qAQ;"'+S';,AP、,|￡AC(^>
[0109] 通過內(nèi)點(diǎn)法求解式(8)至式（13)構(gòu)成的二次規(guī)劃數(shù)學(xué)模型的有功控制模型，得到 各新能源電站有功的調(diào)整量A Pw;
[0110] 8)記錄各新能源電站的無(wú)功調(diào)節(jié)量A Qw和有功調(diào)節(jié)量A Pw,并分別發(fā)送到新能源 各AVC子站和自動(dòng)發(fā)電控制AGC子站，由其跟蹤執(zhí)行；
[0111] 9)等待下一次的數(shù)據(jù)周期到來(lái)，重新返回步驟2)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種提高新能源匯集區(qū)域電壓安全性的有功無(wú)功協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于該方法 包括W下步驟： 1) 設(shè)置針對(duì)新能源匯集區(qū)域的自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集周期為Tg，其中Tg由運(yùn)行 人員W參數(shù)設(shè)置的方式人工輸出，Tg取值范圍是30秒-2分鐘； 2) 在當(dāng)前時(shí)刻，啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)采集，從電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)得到各新能源電 站并網(wǎng)點(diǎn)母線的電壓幅值Vw，新能源電站的有功功率Pw和無(wú)功功率斯，從新能源匯集區(qū)域 AVC系統(tǒng)中獲取各新能源電站并網(wǎng)母線的電壓運(yùn)行上限V。和電壓運(yùn)行下限Yw，從新能源電 站AVC子站得到各新能源電站的無(wú)功上限和無(wú)功下限自W，通過新能源功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)得到 各新能源電站的預(yù)測(cè)有功最大出力定義k為后續(xù)循環(huán)計(jì)算的標(biāo)志位，k=l表示需要啟動(dòng) 有功控制計(jì)算，k = 0表示需要啟動(dòng)無(wú)功控制計(jì)算，本環(huán)節(jié)，令k = 0; 3) 對(duì)新能源匯集區(qū)域內(nèi)各個(gè)新能源電站進(jìn)行逐一判定，形成越限的新能源電站集合 Ω:,;令V,;、么,、於分別表示第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)點(diǎn)的電壓實(shí)測(cè)值、電壓下限和電壓上 限，對(duì)于第i個(gè)新能源電站具體判定方法為： 3.1) 若承!·，則表明電壓超越上限，將第i個(gè)新能源電站納入集合iC，并設(shè)置電壓 控制目標(biāo)禾=萬(wàn)!,,-6 ,其中：i = l，2,…，?，···，Ν，Ν為新能源電站總個(gè)數(shù)，ε為電壓控制安全 死區(qū)，取值范圍為0.3-1.OkV; 3.2) 若<技,，則表明電壓超越下限，將第i個(gè)新能源電站納入集合Ω:,，并設(shè)置電壓控 制目標(biāo)二擔(dān); 3.3) 若貝懐明該新能源電站電壓處于安全范圍，不需要校正控制； 4) 若Ω""為空，則表明當(dāng)前新能源匯集區(qū)域電網(wǎng)不存在電壓安全問題，進(jìn)行步驟9)，否則 進(jìn)行步驟5); 5) 對(duì)k的值進(jìn)行判定:若k = 0,則建立無(wú)功電壓控制模型，得到無(wú)功的調(diào)整量;若k=l， 則進(jìn)行步驟7)，建立有功控制模型，得到有功的調(diào)整量； 當(dāng)k = 0時(shí)，建立無(wú)功電壓控制模型并得到無(wú)功的調(diào)整量，具體步驟包括： 5.1) 構(gòu)造無(wú)功電壓控制模型的加權(quán)多目標(biāo)函數(shù)，如式(1)所示：其中，AQw為新能源電站的無(wú)功調(diào)整量向量，WP為電壓校正目標(biāo)的目標(biāo)權(quán)重，取值范圍 為10.0-100.0，wq為新能源無(wú)功調(diào)整目標(biāo)權(quán)重，取值范圍為0.1-1，V、、.,為參與校正的新能源 電站并網(wǎng)母線電壓設(shè)定值，％,r為參與校正的新能源電站并網(wǎng)母線電壓實(shí)際值，Sqw,r為新能 源電站無(wú)功對(duì)參與校正的新能源電站并網(wǎng)母線電壓的調(diào)整靈敏度； 5.2) 設(shè)置無(wú)功電壓控制模型的約束條件： 5.2.1)新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)新能源電站的無(wú)功約束，如式(2)所示： 么名y.+W. <S. (2) 其中，熱為第i個(gè)新能源電站無(wú)功功率值，Δ熱為第i個(gè)新能源電站無(wú)功調(diào)整量，每'Μ.、S,, 分別為第i個(gè)新能源電站無(wú)功上限和無(wú)功下限； 5.2.2) 新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓約束：其中，巧'min、巧胃分別為第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)點(diǎn)的電壓最小值和電壓最大值，S1.9為 新能源電站無(wú)功調(diào)節(jié)對(duì)第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓的調(diào)整靈敏度；5.2.3) 新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)母線電壓的調(diào)節(jié)步長(zhǎng)約束，如式(6)所 示：其中，AF：h''為第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)母線的單次電壓調(diào)節(jié)步長(zhǎng)，取值范圍為0.5-2kV; 通過內(nèi)點(diǎn)法求解式（1)至式(6)構(gòu)成的二次規(guī)劃數(shù)學(xué)模型的無(wú)功電壓控制模型，得到各 新能源電站無(wú)功的調(diào)整量A Qw; 6) 根據(jù)式(7)來(lái)修正各新能源并網(wǎng)點(diǎn)母線電壓;令計(jì)算標(biāo)志位k=l，啟動(dòng)有功控制，并 重新返回步驟3);其中SVQ為新能源電站無(wú)功調(diào)節(jié)對(duì)電壓的靈敏度； 7) 建立有功控制模型得到有功的調(diào)整量來(lái)消除電壓越限： 7.1) 構(gòu)造有功控制模型的加權(quán)多目標(biāo)函數(shù)，如式(8)所示：其中，Δ Pw為新能源電站的有功調(diào)整量向量； 7.2) 設(shè)置有功控制模型的約束條件： 7.2.1) 新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)新能源電站的有功約束，如式(9)所示：其中，巧為第i個(gè)新能源電站有功功率值，Δ巧為第i個(gè)新能源電站有功調(diào)整量，只，為第 i個(gè)新能源電站有功最大預(yù)測(cè)出力； 7.2.2) 新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓約束，如式(10)所示：其中，Stp為新能源電站有功調(diào)節(jié)對(duì)第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓的調(diào)整靈敏度； 胃由式(11)確定：7.2.3)新能源匯集區(qū)域內(nèi)第i個(gè)新能源電站并網(wǎng)母線電壓的調(diào)節(jié)步長(zhǎng)約束，如式（13) 所示：通過內(nèi)點(diǎn)法求解式(8)至式（13)構(gòu)成的二次規(guī)劃數(shù)學(xué)模型的有功控制模型，得到各新 能源電站有功的調(diào)整量A Pw; 8) 記錄各新能源電站的無(wú)功調(diào)節(jié)量Δ Qw和有功調(diào)節(jié)量A Pw，并分別發(fā)送到新能源各AVC 子站和自動(dòng)發(fā)電控制AGC子站，由其跟蹤執(zhí)行； 9) 等待下一次的數(shù)據(jù)周期到來(lái)，重新返回步驟2)。
【文檔編號(hào)】H02J3/12GK105977988SQ201610402637
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】王彬, 孫宏斌, 郭慶來(lái), 吳文傳, 張伯明, 湯磊, 張明曄
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)