本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)，尤其涉及一種含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法。

背景技術(shù)：

1、在全球推進(jìn)碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)的背景下，國家積極推動光伏、風(fēng)電等可再生能源的開發(fā)與應(yīng)用，以替代傳統(tǒng)燃煤和燃?xì)獍l(fā)電。然而，高比例新能源的并網(wǎng)運行對現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)劃和操作提出了更高的要求。具體而言，在新能源密集接入的送端電網(wǎng)中，短時間內(nèi)的出力波動可能導(dǎo)致電壓失穩(wěn)，尤其在關(guān)鍵的并網(wǎng)節(jié)點和外送通道未合理配置無功補償裝置時，電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性受到嚴(yán)重威脅。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，靜態(tài)無功補償裝置雖然具備較低的配置成本和較大的補償容量，但響應(yīng)速度較慢；而動態(tài)無功補償裝置則具有快速響應(yīng)和優(yōu)良的調(diào)節(jié)性能。單一使用任何一種無功補償裝置都難以全面應(yīng)對高比例新能源并網(wǎng)帶來的復(fù)雜挑戰(zhàn)。因此，迫切需要一種綜合利用多種無功補償資源的調(diào)度控制策略，以在穩(wěn)態(tài)和動態(tài)條件下保障電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性，確保高比例新能源的有效并網(wǎng)。

3、綜上所述，本發(fā)明旨在針對高比例新能源電網(wǎng)電壓穩(wěn)定運行的問題，提出一種多類型無功資源調(diào)度控制策略，以優(yōu)化電網(wǎng)運行和提高新能源場站的并網(wǎng)效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的實施例提供一種含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法，通過優(yōu)化了靜態(tài)和動態(tài)無功補償裝置的配置和調(diào)節(jié)，以解決單一無功補償裝置無法保障電壓穩(wěn)定性的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法，包括以下步驟：獲取無功裝置運行特性數(shù)據(jù)，根據(jù)無功裝置運行特性數(shù)據(jù)確定無功補償裝置的工作次序，所述無功裝置運行特性數(shù)據(jù)包括靜態(tài)無功補償裝置運行特性和動態(tài)無功補償裝置運行特性；基于無功補償裝置的性能指標(biāo)，結(jié)合所述無功裝置運行特性數(shù)據(jù)和無功補償裝置的工作次序構(gòu)建無功資源調(diào)度控制模型；采用改進(jìn)式遺傳優(yōu)化算法對所述無功資源調(diào)度控制模型進(jìn)行求解，輸出靜態(tài)無功補償裝置投切指令。

4、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述根據(jù)無功裝置運行特性數(shù)據(jù)確定無功補償裝置的工作次序，具體為：預(yù)設(shè)靜態(tài)無功補償裝置每相隔預(yù)設(shè)時間段進(jìn)行一次投切操作；當(dāng)靜態(tài)無功補償裝置無法滿足所需的無功補償容量時，動態(tài)無功補償裝置將根據(jù)無功補償容量和預(yù)定的時間間隔，提供一次性無功補償。

5、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述無功資源調(diào)度控制模型，包括基于無功補償裝置的性能指標(biāo)建立無功補償裝置目標(biāo)函數(shù)，以及無功補償裝置目標(biāo)函數(shù)的約束條件。

6、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述無功補償裝置目標(biāo)函數(shù)的約束條件，包括電網(wǎng)安全運行約束、無功補償裝置動作約束、調(diào)節(jié)次數(shù)約束。

7、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述靜態(tài)無功補償裝置投切指令，包括投切狀態(tài)和操作參數(shù)，具體為：所述投切狀態(tài)包括投運指令和切除指令，投運指令指示將靜態(tài)無功補償裝置接入電網(wǎng)，增加無功功率，切除指令指示將靜態(tài)無功補償裝置從電網(wǎng)中切除，減少無功功率；所述操作參數(shù)包括無功功率值、運行時間以及優(yōu)先級，無功功率值顯示具體指示要投切的無功功率值，運行時間指示該指令的有效時間段，即持續(xù)時間，優(yōu)先級是指在多項投切指令同時存在時，指示優(yōu)先執(zhí)行的順序。

8、本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

9、1、通過一種含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法，從而確保電網(wǎng)在短時間內(nèi)應(yīng)對新能源出力的波動，進(jìn)而實現(xiàn)了防止電壓失穩(wěn)，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中，單一無功補償裝置無法保障電壓穩(wěn)定性的問題。

10、2、通過結(jié)合靜態(tài)和動態(tài)無功補償裝置，從而在電網(wǎng)故障或負(fù)荷變化時迅速提供所需的無功功率，進(jìn)而實現(xiàn)了有效避免了電壓失穩(wěn)的情況。

11、3、通過采用改進(jìn)的遺傳算法進(jìn)行模型求解，從而有效找到無功資源調(diào)度的近似最優(yōu)解，進(jìn)而實現(xiàn)了確保在滿足經(jīng)濟(jì)性和安全性的前提下進(jìn)行無功調(diào)度。

技術(shù)特征：

1.一種含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法，其特征在于，所述根據(jù)無功裝置運行特性數(shù)據(jù)確定無功補償裝置的工作次序，具體為：

3.如權(quán)利要求2所述含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法，其特征在于，所述無功資源調(diào)度控制模型，包括基于無功補償裝置的性能指標(biāo)建立無功補償裝置目標(biāo)函數(shù)，以及無功補償裝置目標(biāo)函數(shù)的約束條件。

4.如權(quán)利要求3所述含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法，其特征在于，所述無功補償裝置目標(biāo)函數(shù)，計算公式如下：

5.如權(quán)利要求4所述含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法，其特征在于，所述無功補償裝置目標(biāo)函數(shù)的約束條件，包括電網(wǎng)安全運行約束、無功補償裝置動作約束、調(diào)節(jié)次數(shù)約束。

6.如權(quán)利要求5所述含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法，其特征在于，所述電網(wǎng)安全運行約束，包括節(jié)點電壓約束、系統(tǒng)潮流約束，其中，所述節(jié)點電壓約束，公式表示如下：

7.如權(quán)利要求6所述含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法，其特征在于，所述無功補償裝置動作約束包括無功補償裝置出力約束、靜態(tài)無功補償裝置調(diào)節(jié)時間間隔約束，其中，所述無功補償裝置出力約束，公式表示如下：

8.如權(quán)利要求7所述含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)次數(shù)約束，公式表示如下：

9.如權(quán)利要求8所述含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法，其特征在于，所述靜態(tài)無功補償裝置投切指令，獲取方法如下：

10.如權(quán)利要求9所述含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法，其特征在于，所述靜態(tài)無功補償裝置投切指令，包括投切狀態(tài)和操作參數(shù)，具體為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法。該含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法，包括以下步驟：獲取無功裝置運行特性數(shù)據(jù)，根據(jù)無功裝置運行特性數(shù)據(jù)確定無功補償裝置的工作次序；基于無功補償裝置的性能指標(biāo)，結(jié)合所述無功裝置運行特性數(shù)據(jù)和無功補償裝置的工作次序構(gòu)建無功資源調(diào)度控制模型；采用改進(jìn)式遺傳優(yōu)化算法對所述無功資源調(diào)度控制模型進(jìn)行求解，輸出靜態(tài)無功補償裝置投切指令。本發(fā)明通過一種含高比例新能源電網(wǎng)的多類型無功資源調(diào)度控制方法，達(dá)到了防止電壓失穩(wěn)的效果，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在單一無功補償裝置無法保障電壓穩(wěn)定性的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：江桂芬,沈玉明,徐加銀,馮沛儒,桂旭,劉浩,朱劉柱,任曦駿
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)安徽省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30