基于无功就地平衡的风电场内部分散决策式精细化无功电压控制策略

“沙戈荒”大规模汇集系统远离主网,呈现出较强的无功电压敏感特性,风电场整体和内部的无功不平衡在并网送出线路和场内馈线上产生的压差较大,传统的风电场无功电压控制方案难以保证其安全经济运行,为此提出一种风电场内部分散决策式精细化的无功电压控制策略。从无功需求的物理本质出发,详细分析风电场内各元件的无功需求并给出具体计算方法,进而建立风电场分布式多中心无功平衡模型,以非迭代方式直接求解场内各无功电源的无功指令。为衡量场内馈线上不合理无功流动,定义分区无功穿越量的概念,并推导出其计算表达式。算例分析结果表明:风电场内部分散决策式精细化无功电压控制策略能够强化风电场内无功就地平衡,有效改善馈线电压分布,大幅减少馈线上的无功穿越和有功损耗,提高风电场并网运行的安全性与经济性。

风电场内部分散式无功电压优化控制策略

随着风电场规模越来越大,传统的集中式控制、无功比例分配方式难以保证风电场运行的经济性和安全性,为此提出一种风电场内部分散式无功电压优化控制策略,风电场以分散式方式运行,以减小集电线路损耗和均衡机组机端电压为目标协调机组无功出力。首先,基于Distflow潮流模型将优化控制目标建立成一个最优问题。然后,利用基于交替方向乘子法(alternating direction multiplier method,ADMM)的分散式优化算法,将原优化问题分解为若干子问题,通过相邻风机控制器间的信息交互,以分散式方式迭代求解。最后,在MATLAB和PSCAD中验证了所提出分散式优化控制策略的控制效果。结果表明:风电场内部分散式无功电压优化控制能够减轻风电场总站控制器通信负担,使风电场在满足上级无功需求指令的同时能够减小内部损耗,改善馈线电压分布,助力风电场经济、安全稳定运行。