计及DFIG出力范围交替求解的风电系统无功优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种计及DFIG出力范围交替求解的风电系统无功优化方法，包括：1、建立双馈感应电机DFIG内部潮流模型，根据DFIG无功设定值Q

【技术实现步骤摘要】
计及DFIG出力范围交替求解的风电系统无功优化方法


[0001]本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种计及DFIG有功/无功出力范围交替求解的无功优化方法。

技术介绍

[0002]随着化石能源紧缺和环境污染、温室效应压力，我国风电容量快速增加。2020年，全国风电装机容量28153万kW，占总装机容量12.79％，风电发电量占可再生能源总发电量的30.09％，是电网中不可忽视的一种发电形式。因双馈感应机组(double
‑
fed induction generator,DFIG)造价低得到广泛使用。
[0003]风力发电带来的波动性、随机性会影响电网稳定性并降低电能质量，其中风电场无功电压问题是最为突出的问题之一。且随着风电容量的不断增加，为保证电网源荷平衡，且风电污染低，只能选择部分火电机组被迫降额运行甚至停运的办法。从电网安全运行角度考虑，需要风电机组参与有功调度和频率调整。风电机组不仅能够维持电网的无功平衡，且风电场能够实现电压的控制，电网发生扰动时，风电场需尽快向电网注入无功功率，减小故障给电网带来的影响本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及DFIG出力范围交替求解的风电系统无功优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立最大功率点跟踪MPPT模式下双馈感应电机DFIG的内部潮流模型，并根据双馈感应电机DFIG的无功设定值Q
DFIG,set
，计算有功出力上限；基于双馈感应电机DFIG的内部约束，利用有功出力上限计算MPPT模式下DFIG的无功出力上限Q
DFIG,max
和无功出力下限Q
DFIG,min
，从而得到DFIG的无功出力Q
DFIG
范围；S2、建立双馈感应电机DFIG的有功出力下限模型，并计算有功出力下限，从而根据有功出力上、下限，得到DFIG的有功出力范围；S3、将双馈感应电机DFIG的内部潮流模型和有功出力下限模型并入电网后，得到风电系统的DFIG并网潮流模型和有功出力下限模型，并计算并网后的有功出力上限P
DFIG,max
和并网后的有功出力下限P
DFIG,min
，得到并网后DFIG的有功出力范围；S4、利用并网后DFIG的有功出力范围，计算并网后DFIG的无功出力范围，从而迭代计算得到并网后的DFIG出力范围；S4.1、设置迭代精度为ε，定义当前迭代次数为k，并初始化k＝1；定义第k
‑
1次迭代的DFIG无功出力上限记为并初始化定义第k
‑
1次迭代的DFIG有功出力上限记为并初始化S4.2、根据第k
‑
1次迭代的DFIG有功出力上限计算风电系统中第k次迭代的DFIG无功出力上限将第k次迭代的DFIG无功出力上限替代DFIG并网潮流模型和有功出力下限模型中的无功设定值Q
DFIG,set
后，计算第k+1次迭代的风电系统的DFIG无功出力上限和无功出力上限从而得到第k+1次迭代的风电系统的DFIG有功出力范围；S4.3、利用第k+1次迭代的DFIG有功出力上限计算第k+1次迭代的风电系统的DFIG无功出力上限和无功出力上限从而得到第k+1次迭代后风电系统的DFIG的无功出力范围；S4.4、按照步骤S4.2的过程计算第k+2次迭代的风电系统的DFIG有功出力上限S4.5、利用式(1)计算风电系统的DFIG有功出力上限差值S4.5、利用式(1)计算风电系统的DFIG有功出力上限差值S4.6、若则将k+1赋值给k后，返回步骤S4.2顺序执行，否则，表示得到第k+1次迭代的风电系统内DFIG的有功出力范围和无功出力范围，将DFIG的无功出力范围记为第一无功出力范围；S4.7、定义第k
‑
1次迭代的DFIG有功出力下限记为并初始化按照S4.2
‑
S4.6的过程得到第k+1次迭代的风电系统内DFIG的无功出力范围，记为第二无功出力范围；S4.8、将第一无功出力范围和第二无功出力范围取并集后作为风电系统中DFIG的无功
出力范围；S5、建立DFIG出力范围交替求解的风电系统的无功优化模型，包括：风电系统的运行约束条件，以及考虑风电系统有功网损的目标函数；所述目标函数是以电网的有功网损最小的函数，所述运行约束条件包括：节点功率平衡的约束方程、DFIG有功和无功出力范围的约束方程、节点电压幅值和相角的约束方程、变压器变比的约束方程和并联电容器容量的约束方程；S6、利用粒子群
‑
灰狼算法PSO
‑
GWO对所述风电系统的无功优化模型进行求解，输出最优节点电压及有功网损。2.根据权利要求1所述的计及DFIG出力范围交替求解的风电系统无功优化方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S1.1、利用式(2)构建MPPT模式下DFIG内部潮流模型：式(2)中：ΔQ
s
为定子无功平衡方程，ΔP
m
和ΔQ
m
为励磁回路有功和无功平衡方程，ΔP
g
和ΔQ
g
为变流器有功和无功平衡方程，ΔT为平衡转矩方程，Q
DFIG,set
为DFIG的无功设定值，Q
sm
为定子流向励磁的无功功率，Q
sg
为定子流向变流器的无功功率，P
ms
和Q
ms
为励磁流向定子的有功和无功功率，P
mr
和Q
mr
为励磁流向转子的有功和无功功率，Q
mm
为励磁回路内的无功功率，P
rm
为为转子流向励磁的有功功率，P
gs
和Q
gs
为变流器流向定子的有功和无功功率，Q
g,set
为网侧变流器的无功设定值，P
wt
为风力机捕获功率，P
em
为DFIG的电磁功率，s为转差率；S1.2、根据双馈感应电机DFIG的无功设定值Q
DFIG,set
，计算DFIG的有功出力上限P
DFIG,max
；S1.3、利用式(3)构建定子电流约束：式(3)中：U
s
为定子电压，I
s
为定子电流，I
s,max
为最大定子电流，r
s
为定子侧无功出力范围半径；S1.4、利用式(4)构建转子电流约束：式(4)中：X
s
、X
m
分别为定子侧电抗和励磁电抗，I
r
为转子电流，I
r,max
为最大转子电流，r<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李生虎，常雅玲，李璐璐，陈东，汪壮，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：