基于鲁棒优化的风电场分层电压优化控制策略

摘要

随着新能源发电技术的不断发展,风力发电技术受到全球的广泛关注.而风电场在运行时,场内有功输出的不确定性以及无功调节装置间响应时间的差异导致系统电压控制困难的问题还尚未得到有效解决.因此,制定一种基于鲁棒优化的风电场分层电压优化控制策略以提高电压控制效果用以解决此类问题.首先,为了应对风电功率不确定性,利用日前风电功率预测数据在日前优化阶段建立鲁棒优化模型,该阶段在"最恶劣"的场景下,通过对离散无功补偿装置和风机的无功出力进行协同优化,得到离散无功补偿装置的次日投切计划.其次,利用超短期风电功率预测数据以及全局信息,在日内优化阶段建立风机无功出力优化分配模型,对风机的无功出力进行优化分配,并根据优化结果,对其他动态无功补偿设备的无功出力进行设置,分配结果传送至各设备控制器下进行相应的控制.最后,通过在MATLAB/Simulink平台下建立双馈式风电场模型用以验证所提策略的有效性与优势.仿真结果表明,与确定性控制策略相比,所提策略能够降低因不确定因素导致电压违规的概率,降低比例为52.2%;与传统的平均分配控制策略相比,可以提高风机无功分配的合理性,并降低68.8 kW功率损耗.所提策略可用于随机性较强情况下风电场内的电压控制.

关键词

新能源发电 / 风电场 / 电压控制 / 鲁棒优化 / 分层控制