一种计及整体效能与能量阻抗的风电场功率分配优化方法与流程

本发明涉及风电场功率分配优化领域，更确切地说，它涉及一种计及整体效能与能量阻抗的风电场功率分配优化方法。

背景技术：

1、相比化石燃料等有限资源，风力发电不产生二氧化碳、氮氧化物等温室气体和空气污染物，有利于改善空气质量，具有长期可持续性。同时，风力资源广泛分布，相对于传统发电站的建设时间较短，可以迅速满足能源需求和应对能源紧缺的情况，具有较高的经济效益。

2、近年来，风力发电领域涌现出许多创新技术，如智能控制系统、风能储存技术等，不断推动风能行业发展，提高能源利用效率。基于风电场中风电机组、储能系统的不同布局，需结合经济性、安全性、可靠性、时效性等综合评价指标，充分考虑不同阶段的实际输出功率，探究风电场的组合分配优化方法，从而最大化其整体运行效益。

3、此外，在风电场的实际运行过程中，三相不平衡的现象不可能完全消除。三相不平衡的程度直接影响配电变压器的出力减少程度，会降低其过载能力，导致变压器温度升高，配电线路中损耗增加。关注风电场三相不平衡节能降损的实际应用方法能够更加精准地实现平衡优化，降低风电场的能量阻抗，是风力发电综合治理的发展方向。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种计及整体效能与能量阻抗的风电场功率分配优化方法。

2、第一方面，提供了一种计及整体效能与能量阻抗的风电场功率分配优化方法，包括：

3、步骤1、获取 t时段至 t+m时段的风电场预测数据；

4、步骤2、以风电场整体效能最大为目标，建立风电场整体效能的优化数学模型；

5、步骤3、求解风电场整体效能的优化数学模型，得到 t时段至 t+m时段的风电场的整体有功功率；并将风电场整体效能最大时所对应的风电场的整体有功功率作为风电场整体理想有功功率；

6、步骤4、计算 t时段至 t+m时段的功率偏差和整体效能参考值，并对风电场的整体有功功率进行评估，若评估结果符合预设条件，则通过步骤5和步骤6在 t+m时段调整风电场的整体有功功率，否则保持原有参数设置；

7、步骤5、根据 t+m时段的风电场整体理想有功功率进行功率参数设置，并以风电场集聚线能量阻抗最小为目标，建立集聚线能量阻抗优化数学模型；

8、步骤6、求解集聚线能量阻抗优化数学模型，得到 t+m时段风电场各条集聚线的功率设置比率，并根据所述功率设置比率对风电场各条集聚线功率进行重新分配。

9、作为优选，步骤4中，所述预设条件为： t时段至 t+m时段的决策指数的取值之和大于或等于第一预设阈值； t时段至 t+m时段中，任一时段的决策指数的取值根据以下条件决定：

10、若该时段的风电场整体效能函数大于整体效能参考值，且功率偏差大于第二预设阈值，则决策指数的取值为1，否则决策指数的取值为0。

11、作为优选，步骤1中，所述风电场预测数据包括：集聚线的能量损耗系数、电流三相不平衡度修正系数、电流三相不平衡程度、电压三相不平衡度修正系数、电压三相不平衡程度、电源端点有功功率、负荷端点有功功率和功率因数。

12、作为优选，步骤2中，所述风电场整体效能的优化数学模型满足风电场运维约束条件，所述风电场运维约束条件包括：风电场的发电功率出力约束、储能装置运行状态约束、风电波动程度约束、电流三相不平衡度约束和电压三相不平衡度约束。

13、作为优选，步骤5中，所述集聚线能量阻抗优化数学模型满足集聚线运维约束条件，所述集聚线运维约束条件包括：有功功率平衡约束、各条集聚线路电流约束、各条集聚线路电压约束和各条集聚线路输电电缆实际功率约束。

14、第二方面，提供了用于执行第一方面任一所述的计及整体效能与能量阻抗的风电场功率分配优化方法的系统，包括：

15、获取模块，用于获取 t时段至 t+m时段的风电场预测数据；

16、建立模块，用于以风电场整体效能最大为目标，建立风电场整体效能的优化数学模型；

17、第一求解模块，用于求解风电场整体效能的优化数学模型，得到 t时段至 t+m时段的风电场的整体有功功率；并将风电场整体效能最大时所对应的风电场的整体有功功率作为风电场整体理想有功功率；

18、计算模块，用于计算 t时段至 t+m时段的功率偏差和整体效能参考值，并对风电场的整体有功功率进行评估，若评估结果符合预设条件，则通过参数设置模块和第二求解模块在 t+m时段调整风电场的整体有功功率，否则保持原有参数设置；

19、参数设置模块，用于根据 t+m时段的风电场整体理想有功功率进行功率参数设置，并以风电场集聚线能量阻抗最小为目标，建立集聚线能量阻抗优化数学模型；

20、第二求解模块，用于求解集聚线能量阻抗优化数学模型，得到 t+m时段风电场各条集聚线的功率设置比率，并根据所述功率设置比率对风电场各条集聚线功率进行重新分配。

21、第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器；所述存储器存储有可执行程序；所述处理器用于运行所述程序，其中，所述程序运行时执行第一方面任一所述的计及整体效能与能量阻抗的风电场功率分配优化方法。

22、第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的可执行程序，其中，在所述可执行程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行第一方面任一所述的计及整体效能与能量阻抗的风电场功率分配优化方法。

23、本发明的有益效果是：

24、1. 本发明根据风电场基础数据与预测数据，综合考虑运行效益和能量损耗，建立以风电场整体效能最大为目标的优化模型和以集聚线能量阻抗最小为目标的优化数学模型，通过决策是否需要调整各集聚线功率和各集聚线功率的细化分配，有效提升了风电场的整体效能，充分评估风电场整体有功功率、风电机组单位功率运行成本、储能系统的单位功率成本等内容，确保风电场的可持续发展和综合效益，真正落实将科学性、可行性和全面性进行完整结合。

25、2.本发明通过求解集聚线能量阻抗优化数学模型，得到风电场各条集聚线的功率设置比，并根据功率设置比率对风电场各条集聚线功率进行重新分配，显著降低了风电场各条集聚线路的能量阻抗，避免因平均分配功率至各集聚线而造成某些集聚线过载或亏损的现象，在保证其安全可靠性的前提下提高了风电场的发电效率。

26、3.本发明充分考量了由于三相不平衡现象所导致的能量损耗，风电场所预测的数据包括三相不平衡的相关参数，并根据三相不平衡的相关参数构建了能量损耗函数，针对各条集聚线三相不平衡度进行约束，确保设备正常运行，减少了风电场的不平衡电流流动和电压波动，提升了电力系统的稳定性。