一种基于电压越限概率的含风电场电网无功优化方法

摘要

本发明提供一种基于电压越限概率的含风电场电网无功优化方法，以解决自动电压控制系统的电压优化控制在风电并网下效果不佳的问题。其具体步骤为：首先，采集电网运行参数、各风电场风机基础参数和风电场的有功出力数据；其次，通过以上参数求取电压影响因子、风机的功率转换系数和风电场有功概率分布方程，进而可用于求取电压越限概率；最后，基于电压越限概率建立无功优化模型，采用遗传算法求解模型，得到无功设备的控制指令。本发明提出了基于电压越限概率的含风电场电网无功优化方法，用该方法代替当前自动电压控制系统的无功优化方法，能使自动电压控制系统的电压优化控制在风电并网下有效地控制电网中的无功设备，保证电网安全、经济运行。

主权项

一种基于电压越限概率的含风电场电网无功优化方法，其特征在于包括以下步骤：(1)采集电网运行参数、各风电场的风机基础参数和风电场长时间段的有功出力数据；电网运行参数包括：电网拓扑、线路参数、变电站参数、负荷参数、发电机参数、节点电压允许运行范围、无功补偿设备参数、节点编号集合N和风电场编号集合W；电网拓扑指的是电网中线路与线路、线路与变压器的连接方式，每一条线路的线路参数包括线路单位电阻r_o、线路单位电抗x_Lo、线路单位电纳X_Co和线路长度L；变电站参数包括变压器个数n_T，每个变压器的等效电阻r_T、等效电抗x_T、变压器的等效变比k_T、变比上限k_max和变比下限k_min；每个节点的负荷参数包括有功负荷P_LN和无功负荷Q_LN；发电机参数包括作为PV节点的传统电厂的有功功率和电压、作为PQ节点的传统电厂的有功功率和无功功率以及作为Vθ节点的传统电厂的电压和相角；节点电压允许范围包括节点电压允许上限V_max和节点电压允许下限V_min；无功补偿设备参数包括每个节点的电容器组数n_C和每组容量n_Co、每个节点的电抗器组数n_L和每组容量n_Lo；每一个风电场风机的基础参数包括风机的额定功率P_N、切入风速v_in、切出风速v_out、额定风速v_N和扫风面积A；(2)通过电网运行参数计算电网潮流，求出电压影响因子，即局部电压影响因子K_ij和全局电压影响因子K_i；通过风机的基础参数计算风机的功率转换系数C_p；通过风电场的有功出力数据和最小二乘法拟合获得风电场有功概率分布方程的尺寸参数c和形状参数k；局部电压影响因子K_ij和全局电压影响因子K_i、风机的功率转换系数C_p和有功概率分布方程用于计算节点电压越限概率；(3)以网损和节点电压越限概率最大值的加权和为目标函数，以潮流方程、节点电压运行范围、无功电源无功出力范围、无功补偿设备的无功出力和变压器的调档范围为约束条件搭建基于电压越限概率的含风电场无功优化模型；(4)采用遗传算法求解基于电压越限概率的含风电场电网无功优化模型，自动电压控制系统根据基于电压越限概率的含风电场电网无功优化模型的求解结果发出无功设备的控制指令，控制无功设备的动作。