基于模型预测控制的双馈风电场无功电压优化控制方法技术

本发明专利技术公开了基于模型预测控制的双馈风电场无功电压优化控制方法，该方法包括：根据并网双馈风电场拓扑结构进行无功电压特性机理分析，获得PCC电压变化规律、无功功率极限值、以及SVG的无功容量极限值；在执行控制性能改善时，对MPC控制时间序列进行优化，在控制周期内划分细化的预测控制点；在下一个控制点到来时达到设定值。在控制周期内根据细化的预测控制点，修正预测模型，提前协调并分发双系统控制指令，有效降低反应时间。在风速快速波动时可优化电压控制性能，提高跟随精度，使无功设备快速补偿无功以稳定并网点电压，并合理调控静止无功发生器的动态无功容量，实现无功储备最大化。备最大化。备最大化。

【技术实现步骤摘要】
基于模型预测控制的双馈风电场无功电压优化控制方法


[0001]本专利技术涉及风电场无功电压快速控制
，特别涉及一种基于模型预测控制的双馈风电场无功电压优化控制方法。

技术介绍

[0002]针对风电场单时间断面预测信息存在的无功控制滞后且电压指令跟随性差的不利情况，很多学者作了相关研究。
[0003]2018年第30期的《电力系统及其自动化学报》中《大规模风电并网无功调控技术综述》综述了大规模风电并网对无功电压的影响，从风电机组无功调控能力及协调无功设备方面研究无功电压调控。2014年第34期的《中国电机工程学报》中《双馈风力发电机组无功调节机理及无功控制策略》与2015年第39期的《电力系统自动化》中《考虑风电功率预测的分散式风电场无功控制策略》提出基于风电功率预测的分层分配控制策略，在双级控制目标约束下，制定机组无功电压调节方案。但在动态响应上仍难抵御风速快速波动时的电压波动问题，且风机集群控制周期长，无法做到快速响应。针对此问题，2016年第09期的《电气技术》中《基于双电压控制子系统的风电场自动电压快速控制系统》提出基于双电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于模型预测控制的双馈风电场无功电压优化控制方法，其特征在于，包括：S1、根据并网双馈风电场拓扑结构进行无功电压特性机理分析，获得PCC电压变化规律、无功功率极限值、以及SVG的无功容量极限值；S2、在执行控制性能改善时，对MPC控制时间序列进行优化，在控制周期内划分细化的预测控制点；在下一个控制点到来时达到设定值；S3、根据PCC电压变化规律、无功功率极限值、以及SVG的无功容量极限值，在控制周期内根据细化的预测控制点，修正预测模型，提前协调并分发双系统控制指令。2.根据权利要求1所述的基于模型预测控制的双馈风电场无功电压优化控制方法，其特征在于：步骤S1中获得PCC电压变化规律，包括：根据预设条件计及有功出力变化影响时，PCC电压变化规律为：式(1)中:U
PCC
为风电场并网点电压，P
WF
为风电场有功出力，为风电场功率因数角，U
on
为无穷大电网母线额定电压，R2+jX2为输出线路阻抗，R表示电阻，X表示感抗、容抗，j表示虚数。3.根据权利要求2所述的基于模型预测控制的双馈风电场无功电压优化控制方法，其特征在于：所述预设条件包括：在风电场运行过程中，DFIG机组及其他元件的阻抗参数视为恒定值，而场间内部线路及变压器功率损耗相对于送出线路功率损耗忽略。4.根据权利要求3所述的基于模型预测控制的双馈风电场无功电压优化控制方法，其特征在于：步骤S1中获得无功功率极限值，包括：当考虑转子侧电流限制与网侧变换器约束时，无功功率极限分别为：式(2)中：Q
Gi_max
、Q
Gi_min
为DFIG发出无功上下限；Q
smax_r
、Q
smin_r
分别为考虑转子侧电流限制时定子侧无功最大值和最小值；Q
cmax
、Q
cmin
分别为网侧变换器无功功率极限最大值与最小值。5.根据权利要求4所述的基于模型预测控制的双馈风电场无功电压优化控制方法，其特征在于：步骤S1中获得SVG的无功容量极限值，包括：对于SVG的无功容量，在各机组处于满发状...

【专利技术属性】
技术研发人员：李圣清，陈欣，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：