一种风电系统无功补偿装置动作序列确定方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种风电、水电混合系统无功补偿装置动作序列确定方法，首先制定并获取无功补偿装置属性评价指标，对模糊指标进行模糊处理，选择不同的决策目标，构造模糊互逆矩阵并确定评价指标模糊权重，最终通过模糊决策方法得到风电、水电混合系统无功补偿装置动作序列。该方法妥善处理了无功补偿装置中各个指标的合理表述问题，使得排序结果可以更加真实准确地反应实际情况。而且该算法简单并具有较强操作性，计算时间短，可以为后续的控制策略提供有力支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于风电、水电混合系统内无功补偿装置动作序列的确定方法， 属于无功补偿装置控制
。
技术介绍
大规模风电系统的接入给电网的调度和安全稳定运行带来巨大压力和新的挑战， 其中无功电压问题尤为突出。由于我国风电建设多为大规模开发模式，且与常规发电方式 一起集中并网，大量有功功率的外送需要一定的无功支撑。 我国有关风力发电及常规能源发电并网的诸多标准，如Q/GDW392- 2009《风电场 接入电网技术规定》、GB/T19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》和《发电厂并网运 行管理规定》等均要求发电并网系统能够参与无功电压控制，并且具备一定容量的无功补 偿装置。 风电、水电混合系统能够发出无功的设备较多，有变速恒频风电机组、静止无 功补偿器（Static Var Compensator, SVC)、静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator，STATCOM)、有载调压变压器、固定可投切电容等。这些设备具备不同的动态响 应特性。现有针对于无功补偿装置的控制策略为：单体无功补偿装置接收就地电气信息并 根据预定控制方案进行动作。虽然此控制策略简单易行，但是当系统发生特殊状况时，如短 路故障、电压大幅跌落等，风电、水电混合系统中各类无功补偿装置的无序调节和动作将给 系统带来很大隐患，甚至导致故障范围扩大，造成发电机组脱网事故。2011年发生的多起大 规模风电机组脱网事故很大程度就是无功补偿装置的无序调节与动作导致的。因此，需要 提出针对风电、水电混合系统中各类无功补偿装置的协调统一的控制策略。而该控制策略 最重要的就是确定无功补偿装置的动作序列。
技术实现思路
技术问题：本专利技术提供一种风电、水电混合系统对无功补偿装置统一控制提供支 撑的风电系统无功补偿装置动作序列确定方法。 技术方案：本专利技术的风电、水电混合系统无功补偿装置动作序列确定方法，包括如 下步骤： (1)制定并获取无功补偿装置的属性评价指标，该评价指标包括：响应系统指令 所需时间T、响应程度R和运行成本M，响应程度和运行成本为模糊指标； 制定并获取无功补偿装置的运行状态评价指标，该评价指标包括：对电压控制节 点的电压无功灵敏度E和调节裕度Q ; (2)对步骤（1)中的各模糊指标分别用三角模糊数进行表示； (3)根据风电、水电混合系统不同运行状态判断是否需要确定无功补偿装置的动 作序列，如是则进一步判断采用何种决策目标，否则进入步骤（6)，所述决策目标包括：正 常决策、紧急切除决策和紧急投入决策； (4)根据步骤（3)所确定的决策目标中评价指标之间的相对重要程度，构造模糊 互逆矩阵，并确定评价指标模糊权重； (5)根据所述步骤⑵得到的各模糊指标的三角模糊数，以及步骤（4)得到的评价 指标模糊权重，采用模糊决策方法评价各无功补偿装置并确定动作序列； (6)结束本方法流程。 本专利技术方法的步骤（1)中，无功补偿装置的响应系统指令所需时间T由装置生产 厂家的测试报告获得；响应程度为由现场实际运行情况得到的模糊指标，用差、较差、一般、 较好、好来评价；运行成本为由现场实际运行情况得到的模糊指标，用高、较高、一般、较低、 低来评价；网络拓扑和运行状态实时通过电力系统在线分析软件计算确定电压无功灵敏 度；调节裕度由无功补偿装置容量减去当前发出无功功率确定。 本专利技术方法的步骤（2)中，对于响应程度指标，差、较差、一般、较好、好评价的三 角模糊数分别为（〇·〇,〇· 1，0.2)、（0.2,0.3,0.4)、（0.4,0.5,0.6)、（0.6,0.7,0.8)、（0.8， 0. 9,1. 0);对于运行成本指标，高、较高、一般、较低、低评价的三角模糊数分别为（0.0， 0· 1，0· 2)、（0· 2,0· 3,0· 4)、（0· 4,0· 5,0· 6)、（0· 6,0· 7,0· 8)、（0· 8,0· 9,1. 0)。 本专利技术方法的步骤（3)的具体流程为： 31)当无功补偿装置并网时，若无功补偿装置并网点的电压大于或等于标准电压 的〇. 5倍，则采用正常决策，否则采用紧急切除决策； 32)当无功补偿装置不并网时，若无功补偿装置并网点的电压为标准电压的 0. 95?1. 05倍，则采用紧急投入序列决策，否则进入步骤（6)。 本专利技术方法中，步骤（4)各决策目标中评价指标之间的相对重要程度为： 正常决策：电压无功灵敏度E相对于响应程度R、响应系统指令所需时间T、调节裕 度Q和运行成本M的重要程度分别为：略微重要、略微重要、略微重要和略微重要；响应程 度R相对于响应系统指令所需时间T、调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为：同等重 要、同等重要和同等重要；响应系统指令所需时间T相对于调节裕度Q和运行成本M的重 要程度分别为：同等重要和同等重要；调节裕度Q相对于运行成本M的重要程度为：同等重 要； 紧急切除决策：电压无功灵敏度E相对于响应程度R、响应系统指令所需时间T、调 节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为：略微重要、略微重要、略微重要和重要；响应程 度R相对于响应系统指令所需时间T、调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为：略微重 要、略微重要和重要；响应系统指令所需时间T相对于调节裕度Q和运行成本M的重要程度 分别为：略微重要和重要；调节裕度Q相对于运行成本M的重要程度为：重要； 紧急投入决策：电压无功灵敏度E相对于响应程度R、响应系统指令所需时间T、调 节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为：略微重要、略微重要、略微重要和略微重要；响 应程度R相对于响应系统指令所需时间T、调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为：略 微重要、略微重要和略微重要；响应系统指令所需时间T相对于调节裕度Q和运行成本M的 重要程度分别为：略微重要和略微重要；调节裕度Q相对于运行成本M的重要程度为：同等 重要。 本专利技术方法的步骤（4)中构造模糊互逆矩阵的方法为： 首先按照如下方式确定任意两个评价指标之间的相对重要程度：当评价指标i的 重要程度等于或大于评价指标」的重要程度时，％=^^~'^^，％=^|,1,11，其中 Vi, mV rft) i和j分别为评价指标的序号，％为表示评价指标i相对评价指标j的重要程度的三角模 糊数，％为表示评价指标j相对评价指标i的重要程度的三角模糊数，当评价指标i与评 价指标j的重要程度相同、评价指标i比评价指标j略微重要、重要、明显重要和绝对重要 时，Kiij分别等于 1、3、5、7 和 9,当 m u辛 1 时 I U= m -I 且!Tij= m +I,当 Hiij= 1 时 I U = 1 ? Tij = 1 ； 得到所有评价指标之间的相对重要程度后，即得到模糊互逆矩阵 W = (St]p ，其中η为评价指标的总数； V /χ=1,2,··%? V=I 么 确定评价指标模糊权重的方法为：根据所述模糊互逆矩阵和下式，得到：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电、水电混合系统无功补偿装置动作序列确定方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)制定并获取无功补偿装置的属性评价指标，该评价指标包括：响应系统指令所需时间T、响应程度R和运行成本M，响应程度和运行成本为模糊指标；制定并获取无功补偿装置的运行状态评价指标，该评价指标包括：对电压控制节点的电压无功灵敏度E和调节裕度Q；(2)对步骤(1)中的各模糊指标分别用三角模糊数进行表示；(3)根据风电系统不同运行状态判断是否需要确定无功补偿装置的动作序列，如是则进一步判断采用何种决策目标，否则进入步骤(6)，所述决策目标包括：正常决策、紧急切除决策和紧急投入决策；(4)根据步骤(3)所确定的决策目标中评价指标之间的相对重要程度，构造模糊互逆矩阵，并确定评价指标模糊权重；(5)根据所述步骤(2)得到的各模糊指标的三角模糊数，以及步骤(4)得到的评价指标模糊权重，采用模糊决策方法评价各无功补偿装置并确定动作序列；(6)结束本方法流程。

【技术特征摘要】
1. 一种风电、水电混合系统无功补偿装置动作序列确定方法，其特征在于，该方法包括 如下步骤： (1) 制定并获取无功补偿装置的属性评价指标，该评价指标包括：响应系统指令所需 时间T、响应程度R和运行成本M，响应程度和运行成本为模糊指标； 制定并获取无功补偿装置的运行状态评价指标，该评价指标包括：对电压控制节点的 电压无功灵敏度E和调节裕度Q; (2) 对步骤（1)中的各模糊指标分别用三角模糊数进行表示； (3) 根据风电系统不同运行状态判断是否需要确定无功补偿装置的动作序列，如是则 进一步判断采用何种决策目标，否则进入步骤（6)，所述决策目标包括：正常决策、紧急切 除决策和紧急投入决策； (4) 根据步骤（3)所确定的决策目标中评价指标之间的相对重要程度，构造模糊互逆 矩阵，并确定评价指标模糊权重； (5) 根据所述步骤（2)得到的各模糊指标的三角模糊数，以及步骤（4)得到的评价指标 模糊权重，采用模糊决策方法评价各无功补偿装置并确定动作序列； (6) 结束本方法流程。2. 根据权利要求1所述的风电、水电混合系统无功补偿装置动作序列确定方法，其特 征在于，所述步骤（1)中，无功补偿装置的响应系统指令所需时间T由装置生产厂家的测试 报告获得；响应程度为由现场实际运行情况得到的模糊指标，用差、较差、一般、较好、好来 评价；运行成本为由现场实际运行情况得到的模糊指标，用高、较高、一般、较低、低来评价； 网络拓扑和运行状态实时通过电力系统在线分析软件计算确定电压无功灵敏度；调节裕度 由无功补偿装置容量减去当前发出无功功率确定。3. 根据权利要求1所述的风电、水电混合系统无功补偿装置动作序列确定方法，其特 征在于，所述步骤（2)中，对于响应程度指标，差、较差、一般、较好、好评价的三角模糊数分 别为（〇· 〇,〇· 1，〇· 2)、（0· 2,0· 3,0· 4)、（0· 4,0· 5,0· 6)、（0· 6,0· 7,0· 8)、（0· 8,0· 9,1. 0);对 于运行成本指标，高、较高、一般、较低、低评价的三角模糊数分别为（〇.〇,〇. 1，〇. 2)、（0.2， 0· 3,0· 4)、（0· 4,0· 5,0· 6)、（0· 6,0· 7,0· 8)、（0· 8,0· 9,L0)。4. 根据权利要求1、2或3所述的风电、水电混合系统无功补偿装置动作序列确定方法， 其特征在于，所述步骤（3)的具体流程为： 31) 当无功补偿装置并网时，若无功补偿装置并网点的电压大于或等于标准电压的 〇. 5倍，则采用正常决策，否则采用紧急切除决策； 32) 当无功补偿装置不并网时，若无功补偿装置并网点的电压为标准电压的0. 95? 1. 05倍，则采用紧急投入序列决策，否则进入步骤（6)。5. 根据权利要求1、2或3所述的风电、水电混合系统无功补偿装置动作序列确定方法， 其特征在于，所述步骤（4)各决策目标中评价指标之间的相对重要程度为： 正常决策：...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤奕，李峰，邵冲，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32