申请/专利权人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心;北京清大高科系统控制有限公司

申请日：2021-06-21

公开（公告）日：2024-03-08

公开（公告）号：CN113541184B

主分类号：H02J3/38

分类号：H02J3/38;H02J3/50;H02J3/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.08#授权;2021.11.09#实质审查的生效;2021.10.22#公开

摘要：本发明属于电力系统自动电压控制技术领域，尤其涉及面向海上风电汇集区的电网二级电压控制方法。本发明方法在已有的协调二级电压控制CSVC模型基础上，首先对海上风电汇集区内海上升压站高压侧母线电压进行检查，若海上升压站高压侧母线电压正常，则在CSVC模型中增加引入了对风场的海上升压站高压侧母线的约束条件，因此可以保证求解能够满足风场海上部分电压运行的要求；若海上升压站高压侧母线电压越限，则在CSVC模型的目标函数中增加了校正海上升压站母线电压的部分，通过求解能够消除海上部分电压越限，满足正常运行的要求。

主权项：1.一种面向海上风电汇集区的电网二级电压控制方法，其特征在于，该方法建立了海上升压站高压侧母线电压正常的二次规划模型，简称CSVC，对海上风电汇集区内海上升压站高压侧母线电压进行检查，若海上升压站高压侧母线电压正常，则在CSVC模型中增加引入对风场的海上升压站高压侧母线的约束条件，以保证求解模型满足风场海上部分电压运行的要求；若海上升压站高压侧母线电压越限，则在CSVC模型的目标函数中增加校正海上升压站母线电压的部分，通过求解模型消除海上部分电压越限，满足正常运行的海上、陆上母线的电压控制要求；该方法的具体过程包括以下步骤：1当控制周期到来时，检查电网中海上风电汇集区内各风电场的海上升压站高压侧母线电压Vs；2对步骤1的海上升压站高压侧母线电压VS进行判断，若升压站高压侧母线电压VS处于正常范围，即满足其中和分别为海上风场的海上升压站高压侧母线电压下限和电压上限，则以海上风电汇集区内的风电汇集站220kV母线电压优化作为目标，陆上开关站的高压侧母线作为控制母线，海上升压站高压侧母线电压作为约束条件，对该海上风电汇集区执行如下计算步骤：2-1建立一个海上升压站高压侧母线电压正常的二次规划模型： 其中，公式1为二次规划模型的目标函数，以中枢母线电压优化为目标，计算风电等值机的最小变化量ΔQg，参数Θg为海上风电汇集区内各风场无功出力均衡目标部分，Wp、Wq分别为电压控制目标权重系数和无功源均衡控制目标权重系数，Vp和分别为中枢母线的当前电压和电压调节目标值，Cpg为海上风电汇集区内风场等值机组无功调节量对中枢母线电压灵敏度矩阵；公式2为公式1的约束条件集，对约束条件C0中，Chg为海上风电汇集区内风场等值机组调节量对各风场陆上开关站母线的电压灵敏度矩阵，为控制母线的单步最大调整量，表示风电等值机调节ΔQg造成的控制母线电压变化量不应大于约束条件C1中，VH、和分别为控制母线的当前电压、电压上限值和电压下限值，表示风电等值机调节ΔQg后控制母线电压应在上下限范围内；约束条件C2中，Csg为海上风电汇集区内风场等值机组调节量对各风场海上升压站母线电压灵敏度矩阵，表示风电等值机调节ΔQg后升压站高压侧母线电压应在上下限范围内；约束条件C3中，和、分别为中枢母线的电压上限值和电压下限值，表示风电等值机调节ΔQg后中枢母线电压应在上下限范围内；对约束条件C4，Qg、分别为风电等值机的当前无功、无功上限、无功下限，表示风电等值机调节ΔQg后风电等值机无功应在上下限范围内；2-2求解上述步骤2-1的海上升压站高压侧母线电压正常的二次规划模型，得到各风场内等值发电机的无功调节量ΔQg；2-3根据步骤2-2的无功调节量ΔQg，利用下式，计算得到区域中各海上风电场的陆上开关站高压侧母线的电压调节量ΔVH：ΔVH＝ChgΔQg3其中，Chg为海上风电汇集区内风场等值机组调节量对各风场陆上开关站母线的电压灵敏度矩阵，将电压调节量ΔVH叠加到控制母线的当前电压值VHreal上，得到控制母线电压的设定值VHset；VHset＝VHreal+ΔVH将VHset下发到区域中各海上风电场AVC子站中，由各AVC子站完成风场内的无功调节；3对海上升压站高压侧母线的当前电压Vs′进行判断，若区域中部分海上风场的海上升压站高压侧母线电压已经越限，即或则以海上升压站高压侧母线电压安全和中枢母线电压优化作为复合目标，对该海上风电汇集区执行以下计算步骤：3-1建立一个海上升压站高压侧母线电压越限的二次规划模型： 公式4为海上升压站高压侧母线电压越限的二次规划模型的目标函数，海上升压站高压侧母线电压越限的二次规划模型的约束条件集与公式2相同，其中表示其电压校正值，计算方法如下： 其中，和表示风场的海上升压站高压侧母线的电压下限和电压上限，δS为电压校正的死区，对220kV母线取0.5kV～1.0kV；3-2利用步骤2-2和步骤2-3的方法，计算区域中各风场的陆上开关站高压侧母线的电压调节指令，并下发到区域中各海上风电场AVC子站中，由各AVC子站完成风场内的无功调节，4返回步骤1继续处理下一个海上风电汇集区，直至所有海上风电汇集区均处理完成，实现海上风电汇集区的电网二级电压控制。

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