本發明涉及場站協調，特別是一種新能源場站無功協調控制方法及系統。

背景技術：

1、隨著傳統能源的日益減少，近年來新能源發電在我國得到越來越廣泛的應用；與傳統發電方式相比，新能源發電具有可再生、無污染、建設周期短等優點，風力和光伏資源本身具有隨機性、間隙性、周期性及波動性等特點，大容量風電同時并網會造成接入變電站母線電壓質量急速下降，光伏電源的并網對配網和高壓輸電網的電壓質量也會產生一定的影響。

2、本發明克服現有技術的不足，提供一種新能源場站無功協調控制方法，通過一定策略來調節并網風機、光伏逆變器無功功率、無功補償設備的投入量或變電站升壓、變壓器的變比進行電站的無功及電壓調節，使并網點電壓在正常運行范圍內。

技術實現思路

1、鑒于上述存在的問題，提出了本發明。

2、因此，本發明所要解決的問題是：如何解決現有大容量風電同時并網會造成接入變電站母線電壓質量急速下降，光伏電源的并網對配網和高壓輸電網的電壓質量也會產生一定影響的問題。

3、為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種新能源場站無功協調控制方法，包括，采集新能源站數據，構建目標函數，設定懲罰因子；實施分層分區控制，并設定子站端電壓和功率因數，優化無功電壓；預判并調節電站并網點電壓，發揮無功調節設備的最大能力；建立主子站通訊和數據傳輸系統，集成無功電壓控制平臺進行全局分析；劃分電壓控制區，基于全網無功目標函數進行閉環控制。

4、作為本發明所述一種新能源場站無功協調控制方法的一種優選方案，其中：所述目標函數包括以主網中樞母線的電壓、光伏電站并網點電壓、主網關口無功和升壓站關口無功的越限為罰函數，目標函數表示為：

5、

6、其中，δpioss為系統的有功網損，為中樞母線電壓越限的罰函數，n1為系統內中樞母線個數，為升壓站高壓側母線電壓越限的罰函數，n2為升壓站高壓側母線個數，為光伏電站并網點電壓越限的罰函數，n3為光伏電站并網點母線個數，為主網關口無功越限的罰函數，n4為主網關口個數，為升壓站關口無功越限的罰函數，n5為升壓站關口個數。

7、作為本發明所述一種新能源場站無功協調控制方法的一種優選方案，其中：所述懲罰因子包括各懲罰因子λ為開放參數，根據各級電壓、無功以及網損的優先級高低予以設置，優先的選項懲罰因子大。

8、作為本發明所述一種新能源場站無功協調控制方法的一種優選方案，其中：所述分層分區控制包括風電場、光伏電站110kv及以下線路接入主網的部分劃分到地區電網控制區，參與區域無功電壓優化；主站端根據各區無功調節能力及平衡情況，設定子站端并網點電壓控制值或功率因數，風電場、光伏電站子站端根據設定電壓值，合理控制風機、光伏逆變器、集中無功補償裝置和變壓器，使得并網點電壓滿足控制要求。

9、作為本發明所述一種新能源場站無功協調控制方法的一種優選方案，其中：所述預判并調節電站并網點電壓包括通過對風電場、光伏電站無功需求與可調節范圍的預判斷，調節電站并網點電壓設定值；基于風電、光伏電站功率預測，協調控制慢速離散無功率調節設備、并聯電容、電抗器與快速連續無功調節設備，超前控制投退電容電抗器靜態無功補償裝置；所述建立主子站通訊和數據傳輸系統包括主站與子站系統在滿足二次防護要求的基礎上，通過調度數據網連接實現通訊，通過標準化接口建設實現數據傳輸的無縫連接；主站所有功能軟件應集成在同一平臺之中，實現集群的無功電壓控制，主站系統應根據全局網絡模型和實時數據進行全局化分析計算，通過分級分區實施閉環控制；主站根據電壓等級劃分電壓控制區，并基于全網的無功化目標函數，在確保穩定性指標和全網無功最優的前提下，給出各控制區中樞母線節點電壓幅值的設定參考值和聯絡線信息，子站根據區域內可用無功控制設備，包括svc設備、常規機組avr、可投切電容器，根據設定的電壓參考值、調整量。

10、作為本發明所述一種新能源場站無功協調控制方法的一種優選方案，其中：所述越限包括電壓和無功的越限值表示為：

11、δvi＝vi-vimax(vi＞vimax)

12、δvi＝0(vi＝vimax)

13、δvi＝vimax-vi(vi＜vimax)

14、δqsi＝qsi-qsimax(qsi＞qsimax)

15、δqsi＝0(qsi＝qsimax)

16、δqsi＝qsimax-qsi(qsi＜qsimax)

17、δqdi＝qdi-qdimax(qdi＞qdimax)

18、δqdi＝0(qdi＝qdimax)

19、δqdi＝qdimax-qdi(qdi＜qdimax)

20、其中，δvi為第i條母線電壓差值，vi為第i條母線電壓值，vimax為第i條母線電壓最大值，δqsi和qsimax分別為第i個主網關口無功功率值和無功功率最大值，qdi和qdimax分別為第i個升壓站關口無功功率值和無功功率最大值。

21、作為本發明所述一種新能源場站無功協調控制方法的一種優選方案，其中：所述子站包括子站保證電壓合格，與二級電壓控制的控制方向一致，控制目標按拓撲類型進行控制，若升壓站存在高壓側母線且拓撲到地調的330kv、220kv主網，以升壓站內高壓側母線為控制目標，若升壓站沒有高壓側母線或高壓側母線采集不到測量，則通過拓撲關系搜索到對端線路的升壓站高壓側母線；拓撲搜索分區完畢后，主站在網絡拓撲的技術上，根據升壓站出線連接到地區電網的結構，進行分區，查看控制目標電壓是否越限，電壓越限時，采用越限校正控制，在有足夠無功的情況下，將母線電壓拉入正常控制范圍內，在沒有足夠無功的情況下，減少母線電壓的越限情況。

22、本發明的另外一個目的是提供一種新能源場站無功協調控制方法的系統，其能通過構建一種新能源場站無功協調控制系統，解決了一種新能源場站無功協調控制問題。

23、為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種新能源場站無功協調控制系統，包括，目標函數構建模塊、分層控制模塊、調節模塊、分析模塊及控制模塊；所述目標函數構建模塊用于采集新能源站數據，構建目標函數，設定懲罰因子；所述分層控制模塊用于實施分層分區控制，并設定子站端電壓和功率因數，優化無功電壓；所述調節模塊300用于預判并調節電站并網點電壓，發揮無功調節設備的最大能力；所述分析模塊用于建立主子站通訊和數據傳輸系統，集成無功電壓控制平臺進行全局分析；所述控制模塊用于劃分電壓控制區，基于全網無功目標函數進行閉環控制。

24、一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現如上所述一種新能源場站無功協調控制方法的步驟。

25、一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如上所述一種新能源場站無功協調控制方法的步驟。

26、本發明有益效果為：本發明提供的一種新能源場站無功協調控制方法在滿足電網安全穩定運行前提下，保證電壓和功率因數合格，并盡可能降低系統因不必要的無功潮流引起的有功損耗；通過avc系統從網絡分析應用獲取控制模型、從電網穩態監控應用獲取實時采集數據并進行在線分析和計算，對電網內各變電所的所有載調壓裝置和無功補償設備進行集中監視、統一管理和在線控制，實現全網無功電壓優化控制閉環運行。本發明在新能源電廠無功電壓分布特性及目前的調度分級管理體系的基礎上，提出一個基于自動電壓控制技術的無功電壓協調控制方案，并詳細闡述了協調控制原理及實現，該方法可有效約束新能源電廠的無功和電壓波動，優化電網潮流，實現電網系統的安全和經濟運行。