f为虚拟发电机无功出力。
【具体实施方式】
[0016] -种实时区域电压协调控制方法，包括W下步骤： (1)选取最能代表控制区域内电压特性的母线作为中枢母线，W发电厂高压侧母线为控 制母线，发电机无功出力及容抗器为控制变量(如图1所示）。
[0017] 间建立中枢母线电压、控制母线电压与控制无功变量的灵敏度关系，即将非线性 的潮流方程通过增量和灵敏度线性化： 中枢母线AFf二CfA這;控制母线AP'k巧Cf化血毎S.; 式中? Ar,为中枢母线电压增量，Cg为中枢母线电压增量与无功变量增量线性化参 数，4?为控制无功变量，为控制母线电压增量，巧为控制母线电压增量与控制无功 变量增量线性化参数； 间建立协调原则： 本发明统一考虑机组无功出力、电容器/电抗器投切等连续离散混合调节手段之间的 协调控制，通过扩展协调二级电压控制对各分区内无功调节手段进行协调控制。
[0018] ①空间维协调：采取负荷侧容抗器补偿当地无功，电源侧发电机控制所述中枢母 线电压的协调方法，一方面提高区域内动态无功储备，尽量留出发电机无功调节能力作为 快速反应调节，另一方面在保证电压约束同时使无功交换尽量小。
[0019] ②时间维协调:结合负荷曲线动态变化特性，使控制具有一定预见性，尽量减少容 抗器动作次数。实现方法是将负荷变化趋势划分为转换阶段(上坡/下坡)和平稳阶段;其中 转换阶段容抗器优先投切，平稳阶段发电机优先调节。
[0020] (4)-般情况下，区域电压控制周期设为5min，计算周期为10s，电容/电抗器投切响 应时间不超过30s。
[0021] 在一个控制周期内，对电容/电抗器投切进行连续化处理，求解扩展后的协调二级 电压控制模型，给出电容/电抗器及机组无功出力； 二次规划优化模型：
式中：为中枢母线电压，为机组无功出力，ge为容抗器无功出力； 上述模型的目标函数中第一项表示中枢母线偏差最小，第二项和第=项表示无功调节 量最小，通过调整权重系数h和r改变无功出力分布，增加机组无功储备； 二次型目标函数:中枢母线电压偏差最小min -驴)+礎到f; 在本发明中设及的区域电压协调控制模型中含有离散和连续混合变量，直接求解该问 题难度增大且降低了控制决策的可靠性。因此，采用等效方法对离散变量进行处理(如图2 所示）。
[0022] 图中，将电容/电抗器投切等效为虚拟发电机无功出力0。.，其无功调节上、下限根 据母线上所挂接的各个无功补偿设备的运行状态和闭锁情况确定。如在电容器投入而电抗 器退出的状态下，可调无功上限胃为〇，可调无功下限g为电容器与电抗器容量之和。
[0023] 间建立线性约束条件：W控制变量表达 发电机无功上下限约束g^。泉终+ Agg空爸^:; 控制母线电压上下限约束 :巧f坚啥斗口巧这名巧r; 中獅线电压上下限约束昭。空+馬為霉音巧呼； 控制母线电压步长约束在。
[0024] 做对电容/电抗器无功出力进行安全约束条件校验和归整处理，若满足动作条件， 即进行电容/电抗器投切。
[0025] 例电容/电抗器投切完成后，重新采集电压、无功等量测数据。
[00%]脚建立新状态下仅考虑机组无功出力的区域协调电压控制模型，给出机组无功控 制策略。
【主权项】
1. 一种实时区域电压协调控制方法，包括以下步骤： ⑴选取最能代表控制区域内电压特性的母线作为中枢母线，以发电厂高压侧母线为控 制母线，发电机无功出力及容抗器为控制变量； ⑵建立中枢母线电压、控制母线电压与控制无功变量的灵敏度关系，即将非线性的潮 流方程通过增量和灵敏度线性化： 中枢母线= ^^^;控制母线= ; 式中：Λ??为中枢母线电压增量，(^为中枢母线电压增量与无功变量增量线性化参数， 为控制无功变量，&^^为控制母线电压增量，cvg为控制母线电压增量与控制无功变 量增量线性化参数； (3)建立协调原则： ① 空间维协调：采取负荷侧容抗器补偿当地无功，电源侧发电机控制所述中枢母线电 压的协调方法； ② 时间维协调：将负荷变化趋势划分为转换阶段和平稳阶段;其中转换阶段容抗器优 先投切，平稳阶段发电机优先调节； ⑷在一个控制周期内，对电容/电抗器投切进行连续化处理，求解扩展后的协调二级电 压控制模型，给出电容/电抗器及机组无功出力； 二次规划优化模型：式中:%为中枢母线电压，.?为机组无功出力，为容抗器无功出力； 上述模型的目标函数中第一项表示中枢母线偏差最小，第二项和第三项表示无功调节 量最小，通过调整权重系数h和r改变无功出力分布，增加机组无功储备； 二次型目标函数：中枢母线电压偏差最/」(5)建立线性约束条件：以控制变量表达 发电机无功上下限约肓c_ fe. to t. to 控制母线电压上下限约芽" _中枢母线电压上下限约3 ^控制母线电压步长约肓(6) 对电容/电抗器无功出力进行安全约束条件校验和归整处理，若满足动作条件，即进 行电容/电抗器投切； (7) 电容/电抗器投切完成后，重新采集电压、无功等量测数据； (8) 建立新状态下仅考虑机组无功出力的区域协调电压控制模型，给出机组无功控制策 略。
【专利摘要】本发明涉及一种实时区域电压协调控制方法，该方法包括以下步骤：⑴确定中枢母线、控制母线、控制变量；⑵建立中枢母线电压、控制母线电压与控制无功变量的灵敏度关系；⑶建立协调原则：①空间维协调；②时间维协调；⑷在一个控制周期内，对电容/电抗器投切进行连续化处理，求解扩展后的协调二级电压控制模型，给出电容/电抗器及机组无功出力；⑸建立线性约束条件，并以控制变量表达；⑹对电容/电抗器无功出力进行安全约束条件校验和归整处理，并进行电容/电抗器投切；⑺电容/电抗器投切完成后重新采集数据；⑻建立新状态下仅考虑机组无功出力的区域协调电压控制模型，给出机组无功控制策略。本发明可实现对风电场无功电压协调控制的目的。
【IPC分类】H02J3/50, H02J3/16
【公开号】CN105633974
【申请号】CN201610119954
【发明人】汪宁渤, 周强, 何世恩, 赵龙, 马明, 冉亮, 路亮, 陟晶, 张健美, 王明松, 陈钊, 王定美, 吕清泉, 黄蓉, 张金平, 张艳丽
【申请人】甘肃省电力公司风电技术中心, 国网甘肃省电力公司, 国家电网公司, 国网甘肃省电力公司电力科学研究院
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月3日