基于有限量测数据的风电场并网点电压无功灵敏度自主感知方法

本发明涉及海上风电集群自动电压控制领域，特别是涉及一种基于有限量测数据的风电场并网点电压无功灵敏度自主感知方法。

背景技术：

1、在风电并网控制中，电压无功灵敏度是一个重要的电气参数。传统灵敏度计算方法以定义为基础，计算精度高，但极为耗时。同时需精确的网络参数为计算基础，但实际系统往往存在拓扑不明、参数未知等问题。由于传统方法存在的缺点，近年来多种基于数据驱动的电力系统灵敏度辨识方法被相继提出。有望解决当前电力系统灵敏度分析依赖离线模型、参数存在较大误差的难题。但若是针对全新运行场景的实时灵敏度获取仍需重复求解过程，与传统方法无异，难以实际应用。为此，本文提出一种基于有限量测数据的风电场并网点电压无功灵敏自主感知方法。本发明所述的灵敏度自主感知方法，在无法获得电网整体参数以及区域内其余各场站量测信息的情况下，可仅通过风电场avc子站有限的量测数据剥离出其他场站的影响，得到风电场并网点电压无功灵敏度的准确值。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于有限量测数据的风电场并网点电压无功灵敏度自主感知方法，首先，典型时段实测风电场并网点电压无功灵敏度；其次，考虑长度修正系数对不同运行方式下的电压无功灵敏度进行修正；

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种基于有限量测数据的风电场并网点电压无功灵敏度自主感知方法，包括以下步骤：

4、步骤1：典型时段实测风电场并网点电压无功灵敏度；

5、步骤2：考虑长度修正系数对不同运行方式下的电压无功灵敏度进行修正；

6、可选的，所述步骤1：典型时段实测风电场并网点电压无功灵敏度，具体包括：

7、当调度中心发出电压指令un，风电场开始电压调节，调节周期假定为t；t时刻量测当前风电场并网点电压ut以及无功出力qt；进行一次调节后，在2t时刻量测当前风电场并网点电压u2t以及无功出力q2t，根据两次量测的风电场并网点的电压及无功出力，计算并网点的实测电压无功灵敏度sm：

8、

9、但风电场并网点电压变化量δu是由汇集区域内所有场站无功变化共同造成，计算所得sm并不是场站自己的电压无功灵敏度，需要考虑运行方式和线路长度进行修正。

10、可选的，所述步骤2：考虑长度修正系数对不同运行方式下的电压无功灵敏度进行修正，具体包括：

11、运行方式变化时，汇集区域内各场站无功变化对风电场i并网点电压的影响也会随着变化；处于同段母线上的场站j对风电场i的电压无功灵敏度sij与风电场i自身电压无功灵敏度sii数值接近，但只在汇集线路长度较短时适用；当汇集线路长度相差较大时，sij和sii相差较大，不能再假定sij≈sii，此时sij和sii满足如下关系式：

12、sii＝sij(α2li+β2)                               (2)

13、而与风电场i不处于同段母线上的场站j对其的电压无功灵敏度sij则远小于风电场自身电压无功灵敏度sii；因此，考虑并列和分列两种典型的运行方式以及长度修正系数，对电压无功灵敏度进行修正；

14、1、并列运行时考虑长度修正系数的电压无功灵敏度修正；

15、并列运行时，风电场i的实测电压无功无功灵敏度sm可表示为：

16、

17、式中，δui为风电场i的电压变化量；δqi为风电场i的无功调节量；δqj为风电场j的无功调节量；

18、将式(2)代入式(3)可得：

19、

20、则sii可表示为：

21、

22、风电机组通常采用恒功率因数控制模式，假设机组功率因数为在t时刻风电场i的无功出力qit与其有功出力pit满足如下关系式：

23、

24、可认为风电场i每次的无功调节量δqi与其有功功率pi近似成正比；sii可进一步表示为：

25、

26、定义长度修正系数λ：

27、

28、则并列运行时考虑长度修正系数后将电压无功灵敏度修正为：

29、

30、式中，pin为风电场i的额定容量；pjn为风电场j的额定容量；n为汇集母线上连接的风电场的数量；

31、2、分列运行时考虑长度修正系数的电压无功灵敏度修正；

32、分列运行时与风电场i处于不同母线上的场站视为风电场i的交叉影响集群，交叉影响集群对风电场i电压无功灵敏度的影响用交叉影响系数c表示；

33、则分列运行时的实测电压无功灵敏度sm为：

34、

35、式中，δui1为风电场i所处母线上所有风电场无功调节造成风电场i的电压变化量；δui2为风电场i的交叉影响集群无功调节造成风电场i的电压变化量；n1为风电场i所处母线上风电场的个数；n2为风电场i的交叉影响集群中风电场的个数；δui2在δui中所占比例即为交叉影响系数c；

36、不考虑线路长度影响时同段母线上各场站电压无功灵敏度sii以及各场站间相互sij数值基本相同，可将其设为s；又因风电场i交叉影响集群中的各场站对风电场i的电压无功灵敏度数值也基本相同，可将其设为ks；同时由于有功出力对电压无功灵敏度的影响不大，设各场站有功出力皆为其额定容量，此时各场站的无功调节量也基本相同，可将其设为δq，则可得交叉影响系数c表达式为：

37、

38、分列运行时风电场与交叉影响集群间的电压无功灵敏度sij远小于自身电压无功灵敏度sii，假定交叉影响集群间的电压无功灵敏度sij不受汇集线路长度的影响，即交叉影响系数c保持不变；线路长度只对同一母线上风电场的电压无功灵敏度产生影响；

39、将δui中由风电场i交叉影响集群引起的电压变化量δui2剔除，所剩部分δui1则可看做风电场i处于并列运行时的电压变化量，此时可按与并列运行时相同方法对电压无功灵敏度进行修正：

40、

41、式中，n1为风电场i所处母线上风电场个数；

42、如此即可通过有限的量测数据实现风电场并网点电压无功灵敏度的自主感知，得到准确的电压无功灵敏度。

43、该技术与现有技术相比，具有如下有益效果：

44、本发明提供一种基于有限量测数据的风电场并网点电压无功灵敏度自主感知方法，首先，典型时段实测风电场并网点电压无功灵敏度；其次，考虑长度修正系数对不同运行方式下的电压无功灵敏度进行修正；本发明所述的基于有限量测数据的风电场并网点电压无功灵敏度自主感知方法，在无法获得电网整体参数以及区域内其余各场站量测信息的情况下，可仅通过风电场avc子站有限的量测数据剥离出其他场站的影响，得到风电场并网点电压无功灵敏度的准确值。

45、为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

46、图1是本发明实施例基于有限量测数据的风电场并网点电压无功灵敏度自主感知方法的流程图；

47、图2时本发明实施例基于有限量测数据的风电场并网点电压无功灵敏度自主感知方法的详细流程图；