风电集中送出模式下控制电压波动的无功优化系统及方法

摘要

本发明属于新能源发电技术领域，尤其涉及一种风电集中送出模式下控制电压波动的无功优化系统及方法。它包括数据实时采集系统、风电场各控制单元控制模块、电压波动优化控制模块、无功补偿最优配置模块、控制指令下达接口及执行模块、数据响应反馈控制模块、无功与电压敏感性分析模块、Digsilent计算模块、电压调整配置模块及数据响应反馈控制模块。本发明采用以电压为目标的动态无功配置原则可以指导风电场集中外送模式下的动态无功配置原则，可以解决日益严重的风电场集中送出所带来的电压波动较大的问题，为集中送出时集中补偿时无功优化提供了一种准确可靠的计算方法。对提高电力系统运行的安全、经济性具有重大意义。

主权项

风电集中送出模式下控制电压波动的无功优化系统，其特征在于：包括数据实时采集系统、风电场各控制单元控制模块、电压波动优化控制模块、无功补偿最优配置模块、控制指令下达接口及执行模块、数据响应反馈控制模块、无功与电压敏感性分析模块、Digsilent计算模块及电压调整配置模块；所述的数据实时采集系统通过与风电场的数据监控系统共享数据，并能够实现汇集点的实时数据采集，该系统应能够接受调度部门的AVC控制指令并将该指令通过无功优化控制模块执行实现；所述的风电场各控制单元控制模块连接控制风电场机组功率控制系统、风电场主控系统及动态无功补偿设备控制系统；风电场各控制单元控制模块均需要有接口连接并接受指令；所述的风电场的无功补偿最优配置模块容量包含两部分组成：即动态无功补偿与静态无功补偿容量，建立控制能够随时调整的无功电压控制模块，该模块能够选择能够最大限度发挥动态无功出力能力的静态无功补偿方案，由于静态无功补偿有可能不是连续可调的，因此此时需要无功电压控制模块选择最优的静态无功配置，静态无功最优的目标是调整电压波动所需的最小动态无功为目标；建立考虑电压波动的动态无功最优配置的模型；所述的控制指令下达接口及执行模块，能够实现控制风电机组的无功出力能力，控制风电场无功补偿设备的投入，控制动态无功补偿装置的控制策略；利用风电集中送出模式下控制电压波动的无功优化系统的优化方法，包括如下步骤：步骤1:采集汇集点及接入风电场的实时运行数据；步骤2:采集风电场各控制单元的实时运行信息；步骤3:将风电场实时运行数据及风功率预测数据通过接口输入Digsilent计算模块，并从调度D5000系统中实时读取电网参数数据，计算当前配置下未来一段时间内可能风电场功率变化引起的最大电压波动，将电压波动值返给无功电压优化控制系统；步骤4:无功电压优化控制系统能够按照调度下发的电压控制曲线范围为控制目标，判断当前电压是否在调度下发的电压控制范围内运行，并作为无功优化的约束条件；步骤5:所有控制单元的输出受到容量的限制，因此设定各控制单元的容量约束条件；步骤6:各级电压除并网点电压外均在正常范围内运行为各级电压的约束条件；步骤7:将无功配置的调整幅度作为一类约束条件；步骤8：将当日的设备开断次数作为约束条件；步骤9:构造无功配置初始变量，初始化种群，并通过接口通道传输至计算模块，计算电压波动变化，以区域内各母线电压波动的变化作为种群的个体适应度值，同时将约束条件作为个体的约束型适应度值；步骤10:采用遗传算法进行交叉变异产生新一代种群，判断新的种群的适应度值，保留最优历史个体在下一代种群中，通过n次迭代后，输出个体适应度最优的配置结果，按照配置结果输出配置方案；将无功电压优化后的配置方案转化为控制指令下达至各无功电压控制单元；步骤11:通过数据响应反馈控制系统从实测数据中提取控制完成的响应值与预期目标进行比对，以消除偏差为目标进行系统的反馈控制；并下达控制指令至各无功电压控制单元，无功电压优化过程结束。