适用于风电场群接入地区的无功补偿方法

摘要

一种适用于风电场群接入地区的无功补偿方法，属于电力系统分析、运行与控制技术领域。本发明基于目前风电场大规模集中接入电网的现状通过有功增量的等效灵敏度来确定无功调整量和远区的无功补偿对于观测点电压的支撑作用来对对无功补偿方案的确定进行分析的适用于风电场群接入地区的无功补偿方法。本发明通过改进的风电场的电压修正方程、无功补偿点的确定、无功补偿容量的确定三个步骤来完成。本方法克服了风电的波动性和随机性对于电压调整量确定的影响，提高了计算的准确性，增加了补偿的候选节点数量，使系统的无功调整更具灵活性。

主权项

一种适用于风电场群接入地区的无功补偿方法，其特征在于：a、改进的风电场的电压修正方程：对经典雅可比矩阵进行降阶，形成包含综合改进的综合灵敏度信息的降阶雅可比矩阵，潮流计算的修正方程：（1）将和分为两部分，即，；和为研究近区的状态和控制增量，和为其他各节点的状态和控制增量，同时将矩阵也分成对应的四块，即将（1）式化为（2）由于较远距离的有功增量对于研究近区节点的电压影响有限，故对于而言，只考虑其无功增量对于研究节点电压的影响，设，则式（2）可变形为（3）对式（3）进行变换，消去得到式（4）（4）其中，表征研究近区的有功无功增量对研究节点电压的灵敏度信息；，表征其他节点的无功增量对研究节点电压增量的灵敏度信息，并设，，具体的，式（4）可化为（5）若为非奇异阵，消去，可得到（6）进一步，若非奇异，可得到包含反映节点电压/无功（有功）之间变化关系灵敏度矩阵的（7）式（7）其中，（8）和分别反映了研究近区和远区的无功功率与研究点电压之间的变化关系，但由于研究近区的有功波动对于研究点的电压影响不可忽略，因此在此处引入反映观测点的电压与研究近区的有功功率之间的变化关系的；b、无功补偿点的确定：为个风场接入点电压， n为风场个数；为并网点电压， 其中有m个风场处于研究近区，有个风场处于研究远区，则近区可选择的补偿点包括并网点共有个，远区的可选择补偿点有个；由（8）可以得到维的矩阵、和的矩阵，并将式（7）变型得到式（9）~（11）四个关系式（9）（10）（11）式中，表示研究近区的有功功率波动量；对应研究近区的无功无功负荷和无功补偿量；对应研究远区的无功无功负荷和无功补偿量；当选择并网点作为电压观测点时，其有功波动为研究近区内，所有与之相连的风场有功波动之和，即（12）式中，为处于同一风速梯度带的各风场间，考虑了尾流影响等因素的相关系数；当仅考虑研究近区的无功变化量时，令，即可得到研究近区内电压观测点电压对第个节点的无功补偿量的灵敏度关系为（13）当仅考虑风场远区的无功变化量时，令，即可得到研究近区内电压观测点电压对风场远区第个节点的无功补偿量的灵敏度关系为（14）根据式（13）（14）分别计算出和的最大值记为和；c、无功补偿容量的确定：由式（9）和（12）可得，在对研究近区的第个节点电压进行分析时，其考虑了有功波动的电压幅值变化量可表示为（15）式中为系统侧原因引起电压观测点的电压的偏离值，为由于风场风功率波动引起的观测点的电压的改变量，其值为（16）当偏离参考值较大时，需要对该点进行无功补偿，所需无功补偿量可估算为（17）若由研究近区节点进行无功调整，所需无功补偿量可估算为（18）同时，为了防止在风电场出口处进行无功补偿时使风电场接入点电压越限，需要满足（19）式中，式中,分别为第i个风电场的出口电压的上下限；若在无功补偿时发生电压越限，则按下式进行调整（20）。