利用分散式风电无功能力的电网优化运行方法技术

本发明专利技术属于风机优化控制技术领域，公开了一种利用分散式风电无功能力的电网优化运行方法，以接入配电网中的分散式风电的实时渗透率最大为目标，确定分散式风电实时渗透率优化运行的目标函数和约束条件；利用层次分析法确定最优解的权重系数；将权重系数代入到目标函数，通过和声搜索算法，在所述约束条件内对目标函数进行求解，得到最优解，实现利用分散式风电无功能力的电网优化运行。本发明专利技术适用于分散式风电高渗透下的优化运行，具有很好的适应性且可提升电网对分散风电的接纳能力。性且可提升电网对分散风电的接纳能力。性且可提升电网对分散风电的接纳能力。

【技术实现步骤摘要】
利用分散式风电无功能力的电网优化运行方法


[0001]本专利技术属于风机优化控制
，涉及一种电网优化运行方法，具体涉及一种利用分散式风电无功能力的电网优化运行方法。

技术介绍

[0002]由于能源短缺、环境污染等问题，驱使清洁可再生能源发电技术迅猛发展，对配电网提出了接纳清洁能源发电的新要求，分散式风电作为分布式可再生能源发电的一个重要组成部分和表现形式，得到了前所未有的发展。分散式风电接入配电网后，将传统单电源网络变为多电源网络，然而由于分散式风电输出功率的波动性，使得分散式风电接入配电网存在很多技术难点。
[0003]近年来，有学者陆续对分散式风电接入配电网进行了研究，对电力系统优化运行时涉及多个相互冲突的目标同时优化，传统多目标优化过多集中在以加权求和的方将多目标问题转化为单目标，但是权重系数的选取又掺杂了太多的主观臆想，并未彻底解决类似问题。针对优化运行问题的求解，粒子群算法、遗传算法等智能优化算法得到了广泛应用，但学者也都提及这些算法容易陷入局部最优、计算比较复杂等缺点。因此，研究分散式风电接入配电网后如何保证配电网的安全稳定运行，建立分散式风电优化运行模型具有重要的基础意义和应用价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的，是要提供一种利用分散式风电无功能力的电网优化运行方法，可在确保配电网节点电压质量的前提下实现最大限度的风能消纳。
[0005]本专利技术为实现上述目的，所采用的技术方案如下：
[0006]一种利用分散式风电无功能力的电网优化运行方法，包括以下步骤：
[0007]S1、以接入配电网中的分散式风电的实时渗透率最大为目标，确定分散式风电实时渗透率优化运行的目标函数和约束条件；所述目标函数包括：电压偏差指标的目标函数minΔV
index
和分散式风电全额消纳效率的目标函数F2；
[0008]S3、利用层次分析法确定目标函数最优解的权重系数；
[0009]S2、将权重系数代入到目标函数，通过和声搜索算法，在所述约束条件内对目标函数进行求解，得到最优解，实现利用分散式风电无功能力的电网优化运行。
[0010]作为限定，步骤S1中，所述电压偏差指标的目标函数为：
[0011][0012]其中，N为场群内各单场个数，K为完整调度周期划分的单位阶段数，ΔV
i
为节点i的电压偏差，δV为节点电压的最大允许偏差；
[0013]所述分散式风电全额消纳效率的目标函数为：
[0014][0015]其中，G为双馈型风机总台数，P
g
为单台风机的额定有功出力，Δt为时间数，ω
k
为有功出力系数。
[0016]作为进一步限定，步骤S1中，所述约束条件包括：
[0017]潮流约束：
[0018][0019]其中，P
i
为电网注入节点i的有功功率，P
Wi
为风力发电机注入节点i的有功功率，，Q
i
为电网注入节点i的无功功率，Q
Wi
为风力发电机注入节点i的无功功率，P
Li
为节点i处负荷的有功功率，Q
Li
为节点i处负荷的无功功率，U
i
为节点i的电压幅值，U
j
为节点j的电压幅值，G
ij
为节点导纳矩阵元素的实部，B
ij
为节点导纳矩阵元素的虚部，δ
ij
表示线路ij两端的相角差；
[0020]功率平衡约束：
[0021]∑P
Wi
+P
link
＝P
L
+P
loss
；
[0022]其中，P
link
为配电区域与主网的电能交互功率，P
L
为配电区域与主网的配电系统负荷，P
loss
为配电区域与主网的配电系统网损；
[0023]节点电压不越限约束：
[0024]U
i
·
min
＜U
i
＜U
i
·
max
；
[0025]其中，U
i
为节点i电压，U
i
·
min
为节点i电压的最小值，U
i
·
max
为节点i电压的最大值；
[0026]线路的传输功率约束：
[0027]P
line
·
min
＜P
line
＜P
line
·
max
；
[0028]其中，P
line
为配电网线路传输功率，P
line
·
max
为配电网线路传输功率的上限，P
line
·
min
为配电网线路传输功率的下限；
[0029]风电场无功出力约束：
[0030]∑Q
Wi
·
min
≤Q
Wi
≤∑Q
Wi
·
max
；
[0031]其中，Q
Wi
为第i个双馈式风电场发出的无功功率，Q
Wi
·
min
为第i个双馈式风电场发出的无功功率的最小值，Q
Wi
·
max
为第i个双馈式风电场发出的无功功率的最大值。
[0032]作为第二种限定，步骤S2的具体过程为：
[0033]S21、比较电压偏差指标的目标函数和分散式风电全额消纳效率的目标函数的相对重要性，根据判断准则生成判断矩阵；
[0034]S22、根据生成的判断矩阵计算目标函数最优解的权重系数，并通过一致性检验。
[0035]作为进一步限定，步骤S21中判断准则为：
[0036]当minΔV
index
与F2同等重要，标度为1；当minΔV
index
与F2稍微重要，标度为3；当minΔV
index
与F2比较重要，标度为5；当minΔV
index
与F2极度重要，标度为7；当minΔV
index
与F2绝对重要，标度为9；
[0037]当相对重要性处于minΔV
index
与F2同等重要与minΔV
index
与F2稍微重要之间时，标
度为2；当相对重要性处于minΔV
index
与F2稍微重要与minΔV
index
与F2比较重要之间时，标度为4；当相对重要性处于minΔV
index
与F2比较重要与minΔV
index
与F2极度重要之间时，标度为6；当相对重要性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用分散式风电无功能力的电网优化运行方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、以接入配电网中的分散式风电的实时渗透率最大为目标，确定分散式风电实时渗透率优化运行的目标函数和约束条件；所述目标函数包括：电压偏差指标的目标函数minΔV
index
和分散式风电全额消纳效率的目标函数F2；S2、利用层次分析法确定目标函数最优解的权重系数；S3、将权重系数代入到目标函数，通过和声搜索算法，在所述约束条件内对目标函数进行求解，得到最优解，实现利用分散式风电无功能力的电网优化运行。2.根据权利要求1所述的利用分散式风电无功能力的电网优化运行方法，其特征在于，步骤S1中，所述电压偏差指标的目标函数为：其中，N为场群内各单场个数，K为完整调度周期划分的单位阶段数，ΔV
i
为节点i的电压偏差，δV为节点电压的最大允许偏差；所述分散式风电全额消纳效率的目标函数为：其中，G为双馈型风机总台数，P
g
为单台风机的额定有功出力，Δt为时间数，ω
k
为有功出力系数。3.根据权利要求2所述的利用分散式风电无功能力的电网优化运行方法，其特征在于，步骤S1中，所述约束条件包括：潮流约束：其中，P
i
为电网注入节点i的有功功率，P
Wi
为风力发电机注入节点i的有功功率，，Q
i
为电网注入节点i的无功功率，Q
Wi
为风力发电机注入节点i的无功功率，P
Li
为节点i处负荷的有功功率，Q
Li
为节点i处负荷的无功功率，U
i
为节点i的电压幅值，U
j
为节点j的电压幅值，G
ij
为节点导纳矩阵元素的实部，B
ij
为节点导纳矩阵元素的虚部，δ
ij
表示线路ij两端的相角差，n为节点总数；功率平衡约束：∑P
Wi
+P
link
＝P
L
+P
loss
；其中，P
link
为配电区域与主网的电能交互功率，P
L
为配电区域与主网的配电系统负荷，P
loss
为配电区域与主网的配电系统网损；节点电压不越限约束：U
i
·
min
＜U
i
＜U
i
·
max
；其中，U
i
为节点i电压，U
i
·
min
为节点i电压的最小值，U
i
·
max
为节点i电压的最大值；线路的传输功率约束：
P
line
·
min
＜P
line
＜P
line
·
max
；其中，P
line
为配电网线路传输功率，P
line
·
max
为配电网线路传输功率的上限，P
line
·
min
为配电网线路传输功率的下限；风电场无功出力约束：∑Q
Wi
·
min
≤Q
Wi
≤∑Q
Wi
·
max
；其中，Q
Wi
为第i个双馈式风电场发出的无功功...

【专利技术属性】
技术研发人员：慕腾，张爱军，任思宇，赵越，郭琪，刘紫玉，
申请(专利权)人：内蒙古电力集团有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司，
类型：发明
国别省市：