一种考虑无功补偿投切电压约束的风电基地出力分配方法
【专利摘要】本发明提供一种考虑无功补偿投切电压约束的风电基地出力分配方法，包括以下步骤：安排风电基地满出力运行方式，并以该方式为基础方式；在基础方式中仿真计算第j个风电场投切单组无功补偿引起的第i条母线的电压波动ΔVij，初始j=1，i=1；判断ΔVij是否越限，若是则确定基础方式中对电压波动最灵敏的风电场，采取降低该风电场出力的控制措施；若否则完成风电基地内任意风电场投切单组无功补偿对任意母线电压波动越限影响判别的遍历。本发明提供的分配方法，通过灵敏度计算寻找对无功补偿投切影响最大的风电场，可以给出满足无功补偿电压约束的风电基地最大风电出力分配方式，在满足电网运行安全约束的同时提高了风电接纳能力。
【专利说明】—种考虑无功补偿投切电压约束的风电基地出力分配方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种分配方法，具体讲涉及一种考虑无功补偿投切电压约束的风电基地出力分配方法。
【背景技术】
[0002]大力发展可再生新能源是我国面临能源紧张与环境恶化双重压力的必然选择。受限于自然资源与负荷分布，我国新能源发展主要采取大规模集中开发、高电压等级远距离送电的方式，随着风电、光伏装机总量的持续快速增长，经济调度与稳定运行问题日益突出，成为限制新能源发展的瓶颈因素。
[0003]对于大型风电基地而言，随着近区潮流水平变重，投切一组无功补偿对系统电压的也影响越来越大。通常来说，大方式下线路潮流重，无功损耗大，相应的，投入的无功补偿也较多。固定电容器组等无功补偿设备发出的无功功率与电压平方成正比，例如，母线电压由1.0p.u上升至1.05p.U，则固定无功补偿实际输出的无功功率将达到1.1倍，显然，投入无功补偿较多的风电大发方式，这种效应会更加显著。
[0004]根据以上分析可以看出，风电基地有功出力水平对电压稳定特性有着决定性的影响。根据《电力系统电压和无功技术导则》，投切单组无功补偿引起的母线电压波动不应超过基准电压的2.5%。现有的风电出力计划安排方法通常忽略该问题，或通过平均降低每个风电场的出力来满足该约束，降低了风电接纳能力。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种考虑无功补偿投切电压约束的风电基地出力分配方法，通过灵敏度计算寻找对无功补偿投切影响最大的风电场，可以给出满足无功补偿电压约束的风电基地最大风电出力分配方式，在满足电网运行安全约束的同时提高了风电接纳能力。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0007]本发明提供一种考虑无功补偿投切电压约束的风电基地出力分配方法，所述分配方法包括以下步骤:
[0008]步骤1:安排风电基地满出力运行方式，并以该方式为基础方式；
[0009]步骤2:在基础方式中仿真计算第j个风电场投切单组无功补偿引起的第i条母线的电压波动AVij,初始j=l, i=l ；
[0010]步骤3:判断Λ Vu是否越限，若是转入步骤4，否则转入步骤5 ;
[0011]步骤4:确定基础方式中对电压波动最灵敏的风电场，采取降低该风电场出力的控制措施；
[0012]步骤5:完成风电基地内任意风电场投切单组无功补偿对任意母线电压波动越限影响判别的遍历。
[0013]所述步骤I中，将风电基地内所有装机均设置为满出力方式，调整主网机组出力以保持出力平衡，根据运行规定投入无功补偿，确定风电基地满出力运行方式，并以该方式为基础方式。
[0014]所述步骤3中，根据《电力系统安全运行计算导则》和《电力系统电压和无功技术导则》，判断AVu是否越限，若是转入步骤4，否则转入步骤5。
[0015]所述步骤4包括以下步骤:
[0016]步骤4-1:在基础方式中降低第I个风电场出力I丽，I e (1，η)，η为该风电基地包含的风电场数，形成η个仿真方式；
[0017]步骤4-2:仿真计算第I个风电场出力降低1丽对应的第I个方式中第j个风电场投切单组无功补偿引起的第i条母线的电压波动AVijl ；
[0018]步骤4-3:确定I AVij-AVijlI取最大值时的,一卜,-~! ’在基础方式中降低第I个
风电场出力的P^aWHP1为满出力方式第I个风电场有功出力,a为风电基地出力计划精确度，以该方式为新的基础方式，之后返回步骤2。
[0019]所述步骤5包括以下步骤:
[0020]步骤5-1:判断是否满足j = n，若是则进入步骤5-2，否则进入步骤5_3 ；
[0021]步骤5-2:判断是否满足i =m，m为风电基地母线数，若否则进入步骤5-4，否则结束；
`[0022]步骤5-3:执行j = j+Ι之后，返回步骤2 ；
[0023]步骤5-4:执行i = i+1之后，返回步骤2。
[0024]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0025]本发明提供的考虑无功补偿投切电压约束的风电基地出力分配方法，通过灵敏度计算寻找对无功补偿投切影响最大的风电场，通过降低该风电场出力保证任意场站投切无功补偿引起的母线电压波动不越限，避免了平均降出力导致的风电接纳能力未能充分利用的问题，可以给出满足无功补偿电压约束的风电基地最大风电出力分配方式，在满足电网运行约束的同时提高了风电接纳能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是考虑无功补偿投切电压约束的风电基地出力分配方法流程图；
[0027]图2是本发明实施例中风电基地的结构图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0029]如图1，本发明提供一种考虑无功补偿投切电压约束的风电基地出力分配方法，所述分配方法包括以下步骤:
[0030]步骤1:安排风电基地满出力运行方式，并以该方式为基础方式；
[0031]步骤2:在基础方式中仿真计算第j个风电场投切单组无功补偿引起的第i条母线的电压波动AVij,初始j=l, i=l ；
[0032]步骤3:判断Λ Vu是否越限，若是转入步骤4，否则转入步骤5 ;
[0033]步骤4:确定基础方式中对电压波动最灵敏的风电场，采取降低该风电场出力的控制措施；[0034]步骤5:完成风电基地内任意风电场投切单组无功补偿对任意母线电压波动越限影响判别的遍历。
[0035]所述步骤I中，将风电基地内所有装机均设置为满出力方式，调整主网机组出力以保持出力平衡，根据运行规定投入无功补偿，确定风电基地满出力运行方式，并以该方式为基础方式。
[0036]所述步骤3中，根据《电力系统安全运行计算导则》和《电力系统电压和无功技术导则》，判断AVu是否越限，若是转入步骤4，否则转入步骤5。
[0037]所述步骤4包括以下步骤:
[0038]步骤4-1:在基础方式中降低第I个风电场出力I丽，Ie (I, η), η为该风电基地包含的风电场数，形成η个仿真方式；
[0039]步骤4-2:仿真计算第I个风电场出力降低1丽对应的第I个方式中第j个风电场投切单组无功补偿引起的第i条母线的电压波动AVijl ；
[0040]步骤4-3:确定I AVij-AVijlI取最大值时的，在基础方式中降低第I个
风电场出力的P^aWHP1为满出力方式第I个风电场有功出力,a为风电基地出力计划精确度，以该方式为新的基础方式，之后返回步骤2。
[0041]所述步骤5包括以下步骤:
[0042]步骤5-1:判 断是否满足j = n，若是则进入步骤5_2，否则进入步骤5_3 ；
[0043]步骤5-2:判断是否满足i =m，m为风电基地母线数，若否则进入步骤5-4，否则结束；
[0044]步骤5-3:执行j = j+Ι之后，返回步骤2 ；
[0045]步骤5-4:执行i = i+1之后,返回步骤2。
[0046]通过以下实施例对一种考虑无功补偿投切电压约束的风电基地出力分配方法作
进一步说明。
[0047](I).某风电基地结构如图2所示，包含1、2、3、4、5五个风电场，汇集至汇集站6，之后送入主网，各站均配有无功补偿装置，即本方法中n=5，m=6。初始安排各风电场满出力方式。
[0048](2).依次仿真计算在j站投入一组无功补偿引起的i站母线电压波动，发现AVm越限。
[0049](3).依次降低每个风电场出力1MW，形成5个新的仿真方式。
[0050](4).每个方式中计算在第5站投入单组无功补偿引起第5母线电压波动AV551,I e (I, 5)。
[0051](5).经计算确定，1=5，I AVirAVijl取最大，即风电场5对于电压波动灵敏度最大。
[0052](6).根据风电基地出力安排精确度，降低风电场5出力5%。
[0053](7).重新仿真计算在j站投入一组无功补偿引起的i站母线电压波动，均不越限。
[0054](8).满足投切无功补偿电压约束的该风电基地最大接纳能力即为风电场I~4满出力，风电场5出力为95%。
[0055]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种考虑无功补偿投切电压约束的风电基地出力分配方法，其特征在于:所述分配方法包括以下步骤: 步骤1:安排风电基地满出力运行方式，并以该方式为基础方式； 步骤2:在基础方式中仿真计算第j个风电场投切单组无功补偿引起的第i条母线的电压波动AVij,初始j=l, i=l ； 步骤3:判断AVij是否越限，若是转入步骤4，否则转入步骤5 ； 步骤4:确定基础方式中对电压波动最灵敏的风电场，采取降低该风电场出力的控制措施； 步骤5:完成风电基地内任意风电场投切单组无功补偿对任意母线电压波动越限影响判别的遍历。
2.根据权利要求1所述的考虑无功补偿投切电压约束的风电基地出力分配方法，其特征在于:所述步骤I中，将风电基地内所有装机均设置为满出力方式，调整主网机组出力以保持出力平衡，根据运行规定投入无功补偿，确定风电基地满出力运行方式，并以该方式为基础方式。
3.根据权利要求1所述的考虑无功补偿投切电压约束的风电基地出力分配方法，其特征在于:所述步骤3中，根据《电力系统安全运行计算导则》和《电力系统电压和无功技术导则》，判断AVu是否越限，若是转入步骤4，否则转入步骤5。
4.根据权利要求1所述的考虑无功补偿投切电压约束的风电基地出力分配方法，其特征在于:所述步骤4包括以下步骤:· 步骤4-1:在基础方式中降低第I个风电场出力I丽，I e (1，η)，η为该风电基地包含的风电场数，形成η个仿真方式； 步骤4-2:仿真计算第I个风电场出力降低1丽对应的第I个方式中第j个风电场投切单组无功补偿引起的第i条母线的电压波动AVijl ； 步骤4-3:确定I AVij-AVijlI取最大值时的M，在基础方式中降低第I个风电场出力的pja?7。，，P1为满出力方式第I个风电场有功出力，a为风电基地出力计划精确度，以该方式为新的基础方式，之后返回步骤2。
5.根据权利要求1所述的考虑无功补偿投切电压约束的风电基地出力分配方法，其特征在于:所述步骤5包括以下步骤: 步骤5-1:判断是否满足j = n，若是则进入步骤5-2，否则进入步骤5-3 ； 步骤5-2:判断是否满足i = m，m为风电基地母线数，若否则进入步骤5_4，否则结束； 步骤5-3:执行j = j+1之后，返回步骤2 ； 步骤5-4:执行i = i+1之后，返回步骤2。
【文档编号】H02J3/16GK103825282SQ201410072474
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】罗煦之, 王安斯, 罗建裕, 李海峰, 李汇群 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 江苏省电力公司