发出无功功率越限值和《2为有功网损和无功补偿容量的权重因 子，并且Wl+W2=l ;和为罚因子。
[0058] 其中优化模型的潮流约束条件为
[0061] 无功等式约束条件为
[0059]
[0060]
[0062]
[0063] 不等式约束
[0064]
[0065]
[0066]
[0067]式中，^为第i台机组最大预测发出功率，Qimax为机组最大无功输出值，Qimin为机 组最小无功输出值，V1e^为节点电压波动范围。
[0068]所述步骤4中，将并网点电压标么值划分成不同等级，分别为Ua、Ub、Uo、U c、UdMF 同等级的母线电压作为限幅，对整个控制过程进行管理，保证在减小网损的过程中，兼顾母 线电压质量;令Uo=I，即不出现异常情况下母线电压，令U b、Uc分别为Uo的±5%，令Ua、Ud分 别为Uo的±10 %;
[0069] (1)当U2处于电压幅值下半区时；
[0070] 1)U2 < Ua时，PCC点电压达到波动下限，需风电场提供无功功率，提高电压，风机控 制方式转换为恒电压控制；
[0071] 2)Ua < U2 < Ub时，需要提供无功功率来减小风电场网损，但仍需无功功率保证电 压，此时调节风机无功输出为
[0072]
[0073] 3)Ub <U2 SUo时，此区间母线电压等级满足需求，风机提供无功功率减小网损，此 时调节风机无功输出为
[0074] Q = Qmi
[0075] (2)当1]2处于电压幅值上半区时，调节过程与流程（1)类似。
[0076] 所沭步骤5中，律立抑制多目标电压波动的无功优化函数
[0077]
[0078] 式中，Umea为并网点实测电压，Uref为电压参考值，K=为电压控制增益系数，为 电压误差积分时间常数，Krx为无功功率补偿增益系数，Tint为控制时间尺度。
[0079] 首先根据电压实测值与电压参考值，根据风机恒电压控制方式，计算在恒电压控 制方式下，整场的无功需求值；同时引入电压波动抑制函数，求出抑制电压波动的无功参考 值，得到最终无功需求值，根据风电场SCADA数据，在对机组进行无功功率分配时，需充分考 虑各个机组的实时出力情况，运行状况，才能利用算法对机组进行不同的处理。本专利在对 风电机组分类时，主要在两个方面进行考虑的，首先是机组的运行状况，在分配过程中，应 该先对运行状况不好的机组优先考虑;其次考虑风速与风功率预测结果，按照风电场机组 之间的运行状态，将机组分为四类。第一类为下个周期停机机组;第二类为机组调节能力比 前一个控制周期强的机组，第三类为机组调节能力比前一个控制周期弱的机组，第四类为 处于额定风速以上，机组的无功调节能力恒定。机组的分配策略如下。
[0080]
[0081] 式中，Qrrf为抑制电压波动计算得到的风电场无功需求;Qicjss为风电场无功损耗。[0082]
[0083]
[0084]
[0085]
[0086] 式中，Qix为第x类第i台风机的无功输出值，Qix,t为当前周期的无功输出值，Q ix, t+1 为下一个周期的无功输出值。
[0087]优点效果：
[0088] 本发明提出一种提高风电场经济运行的风机无功优化方法，其目的是实现风电场 的经济运行，以及抑制电压波动，通过对风电场现场数据的采集，建立网络架构模型，在恒 功率控制策略下，保证机组功率因数不变，通过无功调控完成经济运行。在恒定电压控制策 略下，以风电机组与电网的公共连接点电压为控制目标，不断调节机组的无功出力，协调风 电内部无功设备，抑制电压波动。
[0089] 与现有技术相比，本发明有益效果在于：
[0090] 1.本发明以风电场并网点电压为主要约束，以风电场经济运行为目标，在满足调 度指令要求的同时，实现风电场内高效运行。
[0091 ] 2 .本发明在风电场并网点在国标允许范围内波动时，划分不同电压等级，根据电 压等级的不同区域与机组不同的运行状况有效减小有功网损。
[0092] 3.本发明在根据调度下达的指令维持并网点无功电压，抑制多点电压波动，配合 区域电网增强系统电压调控能力。
[0093] 4.本发明充分利用双馈机组的快速无功调节能力，节省了对风电场集中无功补偿 的投入，降低了风电场运行成本，并加快了响应速度。
【附图说明】：
[0094] 图1为风电场的网络拓扑图；
[0095] 图2为控制方法切换流程图；
[0096]图3为电压管理流程图。
【具体实施方式】：
[0097] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0098] 下面结合附图对本发明进一步详细说明。
[0099] 步骤一：在接入系统前，获取风电场组成部分基础数据，计算目标函数中各处定 量。
[0100] 如图1为风电场的网络拓扑图。
[0101] 风电场主要由风电机组、变流器、负荷、无功补偿设备、变压器和配电网组成。通过 监测并网点交流母线电压，可以知道风电场内部交流母线电压波动。风机通过控制变流器， 实现恒定有功功率控制与恒定电压控制之间的切换。获取风电机组定子漏抗、风电机组转 子漏抗、风电机组励磁漏抗、风电机组定子电阻、风电机组转子电阻、箱式变压器空载电压、 箱式变压器短路电流、集线型号、集线单位线阻、主变短路电流、主变空载电压数据，通过机 组参数，搭建发电机组数学模型，为计算损耗做前期准备，并且获得风电场内部各部分物理 参数，搭建整个风电场的拓扑模型。
[0102] 步骤二:通过风电场数据监控平台，获取风电场实时数据和PCC点电压控制指令， 设置PCC点电压波动阀值。
[0103]
[0104] 式中，UwFond为风电场并网点期望电压值;UwFmJt为风电场并网点实时电压值;ξ为风 电场电压阈值。
[0105] 数据采集频率为IOs~IOmin之内，对提取数据进行筛选，剔除停机或存在故障风 机数据。利用实时数据，建立风电场调控模型。采集机组相电压、机组相电流、机组有功功 率、机组无功功率、一级母线电压、一级母线电流、二级母线电压、二级母线电流、主变压器 电压、主变压器电流、主变压、有功功率、主变压器无功功率、无功补偿设备功率，保留有效 数据后，进入后台计算阶段。
[0106] 步骤三:进行分析计算，首先进行计算风电场潮流计算。根据风电场无功功率随时 间尺度变化，确定风机控制模式，在秒/小时级时，将风机控制方式转换为恒功率控制，计算 风机在以减小网损为目标下的无功可调裕度，保证目标函数的约束条件。建立风电场经济 运行为目标的无功控制数学模型，将步骤1和步骤2所得数据，代入模型中。
[0107] 风力发电机的损耗主要为风机的铜耗，其表达式为：
[0108]
[0109]式中，Rs为发电机定子电阻，Rr为发电机转子电阻，Is为定子电流，I r为转子电流。 [0110]变压器的有功损耗主要表达为：
[0111] PLT = P〇+e2Pk
[0112] 式中，Po为变压器空载损耗，Pk为变压器负载损耗。
[0113] 变压器中的无功损耗主要分两部分，即励磁支路损耗和绕组漏抗损耗。其中，励磁 支路损耗的百分值基本上等于空载电流Io的百分值，约为1%~2%;绕组漏抗中损耗的百 分值，在变压器满载时，基本上等于短路电压U k的百分值，约为10 %。
[0114]
[0115] 输电线路由Π 形等值电路表示，线路串联的有功损耗与无功损耗与所通过的电流 平方成正比，即：
[0116]
[0117]
[0118]针对图1所示的拓扑结构，U2为风电场内PCC连接点电压，经过一段传输线路后与 配电网前级电压山相连。电压U2与接入点注入的有功功率和无功功率有关。当风速出现波动 时，会影响系统PCC点母线电压的稳定，由于母线电压的波动，会增加风电场的网损，造成经 济损失，当波动超过10%，会对风电场的输出功率产生影响，所以需要对PCC点的无功功率 进行调控，从而维持1]2的恒定。
[0119]如图2所示控制方法切换流程图。
[0120]稳态情况下，风电场并网运行，此时风电场为接入地区电网提供电能