，采用单位功 率因数控制，整个风电场不与电网交换无功功率。系统电压调整取决于发电机、变压器和电 网参数等，通过确定无功需求，调节其定子电压，与转子电流。
[0121 ]以风电减小有功损耗为目的，建立目标函数
[0122]
[0123]
[0124]
[0125] P3 = Plt
[0126] 式中，Pmi，Qmi分别为第i台双馈机组注入母线侧的有功、无功注入量;U为箱变高压 侧母线电压;R Tl，RLl*别为折算到箱变高压侧的电阻和集电线路电阻。
[0127] 以风电场网损最小为原则，考虑到每台风机有功损耗，机组有功损耗主要为定、转 子铜耗，其中定子电流为
[0128]
[0129]转子电流为
[0132]将Pcui整理成关于Qi的一元二次表达式[0133]
[0130]
[0131]
[0134]
[0135] 式中，Ui为第i台风机的定子端电压;Xli = XMXmiJ2i = XdXmi,其中，Xsi、Xm、Xri分 别为第i台风机的定子漏抗、励磁漏抗和转子漏抗。
[0136] 线路中的有功损耗用无功损耗进彳丁表达为：
[0137]
[0138] 式中，Ql1为风电场内连接母线至风机集线和箱变的无功损耗值。
[0139] 升压站中主变压器的有功损耗用无功损耗进行表示：
[0140]
[0141]综上，提出包含风电场内风机、箱式变压器、集电线路和主变压器在内的有功网损 最小的目标函数
[0142] min(F) =wiPi〇ss+W2Qc+Xi A Ui+A2 Δ Qi
[0143] 式中，Picjss为风电场有功损耗;Qc为风电场无功补偿设备投入容量；A Ui为各节点 电压越限值；A Qi为风机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W1+W2 = 1 ; λ为罚因子。
[0144] 其中优化模型的潮流约束条件为
[0147]无功等式约束条件为
[0145]
[0146]
[0148]
[0149] 不等式约束
[0150]
[0151]
[0152]
[0153] 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。
[0154] 步骤四：调用PSO粒子群算法计算目标函数，将含有η台风电机组的大型风电场可 以视为PSO算法中粒子的η个变量组合，风力发电机组的无功输出值可视为粒子中变量的 值，目标函数值视为PSO算法的适应度。这样风电场双馈风力发电机组的无功出力优化问题 就转化为目标函数的寻优问题。计算得到风机无功调节值。通过管理流程，将可调范围内的 电压分为五个等级，每个等级对应不同的无功调节量，调节风机输出无功功率。
[0155] 如图3所示电压管理流程图。
[0156] 在恒功率控制方式下，对风机进行调节，进而减小整个风电场的有功网损。调节过 程中，将PCC点电压标么值划分成不同等级，分别为1^、1^、1]〇、1]。、1] (1，以不同等级的母线电压 作为限幅，来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 U0= 1，即不出现异常情况下母线电压；令Ub、Uc分别为Uo的±5%;令Ua、Ud分别为Uo的土 10%〇
[0157] (1)当1]2处于电压幅值下半区时。
[0158] 1)U2 < UJ寸，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。
[0159] 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
[0160]
[0161] 3)Ub SU2 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
[0162] Q = Qmi
[0163] (2)当1]2处于电压幅值上半区时，调节过程与流程（1)类似。
[0164] 步骤五：当风电场无功功率变化尺度达到毫秒/秒级，风机控制切换为恒电压控制 方式。恒电压控制侧重于提高电压稳定性，通过跟踪风电场并网点电压闭环控制风机无功 功率维持并网点电压波动为零。相对电压波动如下式所示。
[0165]
[0166] 在产生大幅度功率波动时，需嵌入电压波动抑制辅助控制。基于恒电压控制的多 目标电压波动抑制的无功参考值为：
[0167]
[0168] 式中，Umea为并网点实测电压，Uref为电压参考值，为电压控制增益系数，T11+.为 leJ ΓΡ? 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。
[0169] 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，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。
[0170]
[0173]
[0171] 式中，Qrrf为抑制电压波动计算得到的风电场无功需求;Qlciss为风电场无功损耗。[0172] Qi1 = O
[0174]
[0175]
[0176]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，Qi x,t+i 为下一个周期的无功输出值。
[0177] 步骤六:风电场内各个单元接到无功优化控制指令，以自身情况完成指令，执行指 令后，将并网点电压反馈给调度系统。
[0178] 本发明提供的无功控制方法能有效减少风电场内有功网损，通过两种控制模式的 切换，保证了风电场内电压稳定性，减小了无功补偿设备的的投资，并能参与电网的无功电 压调节，从而提高了经济效益。
【主权项】
1. 一种提高风电场经济运行的风机无功优化方法，其特征在于:该方法在风电机组恒 定有功功率控制模式下结合风电场内有功损耗影响的多目标优化的无功功率分配方法，提 高风电场经济运行;在风电机组恒定电压控制模式下采用多目标电压波动抑制维持并网点 电压稳定，达到对风机无功调节能力的最大利用。2. 根据权利要求1所述的提高风电场经济运行的风机无功优化方法，其特征在于:该方 法风电场现场运行的AVC系统中，使该系统在控制上具有更优性，该方法包括如下步骤： 步骤1:在接入配电网系统前，获取风电场组成部分基础数据，理论计算目标函数中各 处定量;基于机组参数，搭建发电机组数学模型，为计算机组损耗做前期准备，进一步获取 风电场内部各部分物理参数，搭建整个风电场数学模型； 步骤2:通过风电场数据监控平台，获取风电场中各风电机组运行状态、有功功率值、风 电场其他单元实时数据，此过程中风电场数据采集频率范围为IOs~lOmin，提取数据并进 行筛选，剔除停机或存在故障风机数据;基于实时数据，建立风电场无功电压优化控制模 型;根据调度系统下达的风电场并网点电压指令，若上级系统没有下达指令，则由主控系统 给定指令;W无功功率的时间尺度变化选择两种控制模式； 步骤3:若无功变化尺度W分钟/小时级时间尺度变化，将机组控制方式转换为恒定有 功功率控制，W风电场经济运行为控制目标，建立目标函数，将步骤1和步骤2所获取数据代 入模型中，进行机组无功分配； 步骤4:求解目标函数，得到风机无功调节值;根据并网点实时电压，设计管理流程，将 可调范围内的电压分为五个等级，每个等级对应不同的无功调节量，根据各风电机组不同 的运行状态，将所获得的无功功率值分配到对应的风电机组；