CN103280812B - 一种风电场集群无功电压优化控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风电场集群无功电压优化控制方法，包括以下步骤：判断是否需要进行风电场集群无功电压优化控制；获取风电场集群区域内风电场和汇集站的无功源设备调节范围；建立并求解风电场集群无功电压优化控制数学模型。本发明以风电场集群接入点为中枢电压控制节点，调节集群区域内的风电场并网点母线电压、风电场升压站变压器分接头、汇集站无功补偿设备无功出力、汇集站变压器分接头，保证中枢节点满足调度机构控制指令范围，同时能够使集群区域静态电压稳定裕度最大、有功网损最小；且能够有效提高风电场集群区域内静态电压稳定裕度，并且能够减小集群区域内网络有功损耗，提高系统运行的安全稳定性，并提高系统消纳风电的能力。

Description

一种风电场集群无功电压优化控制方法

技术领域

本发明属于新能源发电及接入技术领域，具体涉及一种风电场集群无功电压优化控制方法。

背景技术

我国风能资源与电力负荷中心的逆向分布，风电发展速度与电网建设速度不均衡，造成了风力发电“集中式开发、远距离外送、弱电网接入”的现状。风电场集群区域内的风电场多为辐射型连接，并且汇集线路较长。同时，风电场集群区域内少有或没有负荷接入，属于典型的长距离弱联接送端系统。由于风力发电具有随机性和波动性，大规模风电场集群接入将严重影响电网的安全稳定运行。当风电出力较高而导致集群接入地区电压稳定性降低影像电网安全时，一般采取限制风电出力的措施，这对于清洁能源利用和风电场投资而言是一种浪费。而且，现在单个风电场或汇集站采用的无功电压就地控制方法无法从全局范围内实现优化控制。

实际上对于风电场集群的弱联接送端系统，电压稳定性是风电得以大规模开发利用的瓶颈之一。调度运行人员关心的是对于当前运行状态，增加多少有功功率系统仍然是安全的。因此，以集群区域电压稳定裕度为控制目标进行风电场集群无功电压优化控制，既能保证电网的安全稳定运行，又能最大限度地减小风能浪费。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种风电场集群无功电压优化控制方法，能够有效提高风电场集群区域内静态电压稳定裕度，并且能够减小集群区域内网络有功损耗，提高系统运行的安全稳定性，并提高系统消纳风电的能力。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

提供一种风电场集群无功电压优化控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：判断是否需要进行风电场集群无功电压优化控制；

步骤2；获取风电场集群区域内风电场和汇集站的无功源设备调节范围；

步骤3：建立风电场集群无功电压优化控制数学模型；

步骤4：求解风电场集群无功电压优化控制数学模型。

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：风电场集群控制系统通过通信网络获取上级调度下发的中枢节点电压设定值

步骤1-2：根据判断标准判断是否需要进行风电场集群无功电压优化控制；

判断标准为：

$V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{set}}-V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{dead}}\≤V_{\mathrm{POI}}\≤V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{set}}+V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{dead}}---\left(1\right)$

其中，V_POI和分别表示中枢节点电压实际值和控制死区。

所述步骤2中，风电场集群控制系统通过通信网络获取风电场集群区域内风电场和汇集站的无功源设备调节范围，风电场的无功源设备调节范围包括风电场当前时刻整个场站等效的可调无功最大值和最小值以及风电场升压站变压器可调变比最大值和最小值汇集站的无功源设备调节范围包括汇集站当前时刻站内无功源的可调无功最大值和最小值以及汇集站变压器可调变比最大值和最小值

所述步骤3包括以下步骤：

步骤3-1：确定风电场集群局部电压稳定指标L_i，有：

$L_i=|1-\frac{F_i\·V_S}{V_{D_i}}\∠{\mathrm{\θ}}_i+{\mathrm{\δ}}_S-{\mathrm{\δ}}_{D_i}|=\sqrt{{(1-\frac{F_i\·V_S}{V_{D_i}}\cos ({\mathrm{\θ}}_i+{\mathrm{\δ}}_S-{\mathrm{\δ}}_{D_i}))}^2+{\left(\frac{F_i\·V_S}{V_{D_i}}\sin ({\mathrm{\θ}}_i+{\mathrm{\δ}}_S-{\mathrm{\δ}}_{D_i})\right)}^2}i\∈N_D---\left(2\right)$

其中，V_S和δ_S分别表示风电场集群接入地区无穷大电网的电压幅值和电压相角；和分别表示除无穷大电网以外的节点i的电压幅值和电压相角；F_i和θ_i分别为矩阵中第i个元素的幅值和相角，N_D表示风电场集群区域除无穷大电网以外的所有节点集合；

且

$\stackrel{\·}{F}=-{\left({\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{DD}}\right)}^{-1}{\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{DS}}=F\∠\mathrm{\θ}---\left(3\right)$

其中，和分别是由风电场集群系统节点导纳矩阵 $\left[\begin{array}{cc}{\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{SS}}& {\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{SD}}\\ {\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{DS}}& {\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{DD}}\end{array}\right]$ 的子矩阵，且下标S代表无穷大系统节点，下标D代表除无穷大电网以外的其他节点；F和θ分别为矩阵的幅值和相角；

步骤3-2：确定风电场集群电压稳定裕度指标有：

$\underset{i\∈N_D}{\mathrm{\Σ}}{L}_i^2=\underset{i\∈N_D}{\mathrm{\Σ}}[{(1-\frac{F_i\·V_S}{V_{D_i}}\cos ({\mathrm{\θ}}_i+{\mathrm{\δ}}_S-{\mathrm{\δ}}_{D_i}))}^2+{\left(\frac{F_i\·V_S}{V_{D_i}}\sin ({\mathrm{\θ}}_i+{\mathrm{\δ}}_S-{\mathrm{\δ}}_{D_i})\right)}^2]---\left(4\right);$

步骤3-3：确定风电场集群网络有功损耗指标P_loss，有：

$P_{\mathrm{loss}}=\underset{\mathrm{ij}\∈N_L}{\mathrm{\Σ}}{G}_{\mathrm{ij}}(V_i^2+V_j^2-2V_i{V}_j\cos ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\δ}}_j))---\left(5\right)$

其中：N_L表示风电场集群区域所有支路集合，包括普通线路和变压器支路；V_i和V_j分别表示节点i和节点j的电压幅值；δ_i和δ_j分别表示节点i和节点j的电压相角；G_ij表示节点i和节点j之间支路的电导；

步骤3-4：建立风电场集群无功电压优化控制的目标函数f(x)，有：

$f\left(x\right)={\mathrm{\ω}}_l\·\underset{i\∈N_D}{\mathrm{\Σ}}{L}_i^2+{\mathrm{\ω}}_p\·P_{\mathrm{loss}}---\left(6\right)$

其中：ω_l和ω_p分别为电压稳定裕度指标和网络有功损耗指标的权重系数；

步骤3-5：建立风电场集群无功电压优化控制的约束条件，所述约束条件包括并网点控制误差约束、潮流等式约束以及无功调节设备上下限约束；

其中，并网点控制误差约束为：

$V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{set}}-V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{err}}\≤V_{\mathrm{POI}}\≤V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{set}}+V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{err}}---\left(7\right)$

潮流等式约束为：

$\left\{\begin{array}{cc}{P}_i-V_i\·{\mathrm{\ΣV}}_j\·(G_{\mathrm{ij}}\·\cos ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\δ}}_j)+B_{\mathrm{ij}}\·\sin ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\δ}}_j))=0& i,j\∈N_N\\ Q_i-V_i\·{\mathrm{\ΣV}}_j\·(G_{\mathrm{ij}}\·\cos ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\δ}}_j)+B_{\mathrm{ij}}\·\sin ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\δ}}_j))=0& i,j\∈N_N\end{array}\right.---\left(8\right)$

无功调节设备上下限约束为：

$\left\{\begin{array}{cc}{V}_{i\min }\≤V_i\≤V_{i\max }& i\∈N_N\\ K_{i\min }\≤K_i\≤K_{i\max }& i\∈N_T\\ Q_{C_{i\min }}\≤Q_{C_i}\≤Q_{C_{i\max }}& i\∈N_C\end{array}\right.---\left(9\right)$

式(7)-(9)中，表示中枢节点电压允许的控制误差；P_i和Q_i分别表示节点i的有功注入量和无功注入量；和分别表示无功源i的无功注入实际值、可调下限和可调上限；V_i、V_imin和V_imax分别表示节点i的电压实际值、可调下限和可调上限；V_j表示节点j的电压实际值；B_ij表示节点i和节点j之间支路的电纳；N_N、N_T和N_C分别表示所有节点集合、所有变压器支路集合和所有无功源节点集合；K_i、K_imin和K_imax分别表示变压器i的变比实际值、可调下限和可调上限。

所述步骤4包括以下步骤：

步骤4-1：调用基于过滤集合的原对偶内点法（IPFA）求解风电场集群无功电压优化控制数学模型，并判断基于过滤集合的原对偶内点法是否收敛，若收敛，则对优化结果进行有效性判断，并执行步骤4-2；若不收敛或者优化结果无效，则放弃此次风电场集群无功电压优化控制；

步骤4-2：风电场集群控制系统通过通信网络下发优化控制指令值，同时，通过通信网络上报控制后的中枢节点电压。

所述优化控制指令值包括风电场并网点电压设定值风电场升压站变压器变比设定值汇集站站内无功源的无功出力设定值和汇集站变压器变比设定值

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、提出的风电场集群无功电压优化控制方法是风电大规模接入地区多级电压控制中的二级电压控制环节，属于区域电压控制范畴；本发明以风电场集群接入点为中枢电压控制节点，调节集群区域内的风电场并网点母线电压、风电场升压站变压器分接头、汇集站无功补偿设备无功出力和汇集站变压器分接头，保证中枢节点满足调度机构控制指令范围，同时能够使集群区域静态电压稳定裕度最大、有功网损最小。

2、本发明并不直接对风电场子站内的风电机组及无功源设备进行控制，只是下发风电场并网点母线电压，各风电场子站利用场内的无功调节手段追踪该目标，这样能够减少风电场集群无功电压优化控制的控制变量，提高控制效率。

3、提出的风电场集群电压稳定裕度指标能够通过优化集群区域内的无功分布，通过整体降低区域内所有节点的局部电压稳定指标L_i，从而达到提高系统静态电压稳定裕度的效果，这样能够降低电压与有功的灵敏度，使得集群区域在此无功分布下可以安全地接纳更多风电资源。

4、以权重系数的形式将集群区域电压稳定裕度指标和有功网损指标共同纳入优化目标函数，可以灵活调节安全指标与经济指标两者的比重。

5、将集群区域并网节点的电压控制作为约束条件加以考虑，可以精确满足上级调度下达的中枢节点电压控制指令。

6、采用基于过滤集合的原对偶内点法求解风电场集群无功电压优化控制模型，具有收敛性好、寻优速度快、鲁棒性强的优点。

附图说明

图1是本发明实施例中风电场集群无功电压优化控制结构图；

图2是本发明实施例中风电场集群无功电压优化控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2，提供一种风电场集群无功电压优化控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：判断是否需要进行风电场集群无功电压优化控制；

步骤2；获取风电场集群区域内风电场和汇集站的无功源设备调节范围；

步骤3：建立风电场集群无功电压优化控制数学模型；

步骤4：求解风电场集群无功电压优化控制数学模型。

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：风电场集群控制系统通过通信网络获取上级调度下发的中枢节点电压设定值

步骤1-2：根据判断标准判断是否需要进行风电场集群无功电压优化控制；

判断标准为：

$V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{set}}-V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{dead}}\≤V_{\mathrm{POI}}\≤V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{set}}+V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{dead}}---\left(1\right)$

其中，V_POI和分别表示中枢节点电压实际值和控制死区。

所述步骤2中，风电场集群控制系统通过通信网络获取风电场集群区域内风电场和汇集站的无功源设备调节范围，风电场的无功源设备调节范围包括风电场当前时刻整个场站等效的可调无功最大值和最小值以及风电场升压站变压器可调变比最大值和最小值汇集站的无功源设备调节范围包括汇集站当前时刻站内无功源的可调无功最大值和最小值以及汇集站变压器可调变比最大值和最小值

所述步骤3包括以下步骤：

步骤3-1：确定风电场集群局部电压稳定指标L_i，有：

$L_i=|1-\frac{F_i\·V_S}{V_{D_i}}\∠{\mathrm{\θ}}_i+{\mathrm{\δ}}_S-{\mathrm{\δ}}_{D_i}|=\sqrt{{(1-\frac{F_i\·V_S}{V_{D_i}}\cos ({\mathrm{\θ}}_i+{\mathrm{\δ}}_S-{\mathrm{\δ}}_{D_i}))}^2+{\left(\frac{F_i\·V_S}{V_{D_i}}\sin ({\mathrm{\θ}}_i+{\mathrm{\δ}}_S-{\mathrm{\δ}}_{D_i})\right)}^2}i\∈N_D---\left(2\right)$

其中，V_S和δ_S分别表示风电场集群接入地区无穷大电网的电压幅值和电压相角；和分别表示除无穷大电网以外的节点i的电压幅值和电压相角；F_i和θ_i分别为矩阵中第i个元素的幅值和相角，N_D表示风电场集群区域除无穷大电网以外的所有节点集合；

且

$\stackrel{\·}{F}=-{\left({\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{DD}}\right)}^{-1}{\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{DS}}=F\∠\mathrm{\θ}---\left(3\right)$

其中，和分别是由风电场集群系统节点导纳矩阵 $\left[\begin{array}{cc}{\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{SS}}& {\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{SD}}\\ {\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{DS}}& {\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{DD}}\end{array}\right]$ 的子矩阵，且下标S代表无穷大系统节点，下标D代表除无穷大电网以外的其他节点；F和θ分别为矩阵的幅值和相角；

步骤3-2：确定风电场集群电压稳定裕度指标有：

$\underset{i\∈N_D}{\mathrm{\Σ}}{L}_i^2=\underset{i\∈N_D}{\mathrm{\Σ}}[{(1-\frac{F_i\·V_S}{V_{D_i}}\cos ({\mathrm{\θ}}_i+{\mathrm{\δ}}_S-{\mathrm{\δ}}_{D_i}))}^2+{\left(\frac{F_i\·V_S}{V_{D_i}}\sin ({\mathrm{\θ}}_i+{\mathrm{\δ}}_S-{\mathrm{\δ}}_{D_i})\right)}^2]---\left(4\right);$

步骤3-3：确定风电场集群网络有功损耗指标P_loss，有：

$P_{\mathrm{loss}}=\underset{\mathrm{ij}\∈N_L}{\mathrm{\Σ}}{G}_{\mathrm{ij}}(V_i^2+V_j^2-2V_i{V}_j\cos ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\δ}}_j))---\left(5\right)$

其中：N_L表示风电场集群区域所有支路集合，包括普通线路和变压器支路；V_i和V_j分别表示节点i和节点j的电压幅值；δ_i和δ_j分别表示节点i和节点j的电压相角；G_ij表示节点i和节点j之间支路的电导；

步骤3-4：建立风电场集群无功电压优化控制的目标函数f(x)，有：

$f\left(x\right)={\mathrm{\ω}}_l\·\underset{i\∈N_D}{\mathrm{\Σ}}{L}_i^2+{\mathrm{\ω}}_p\·P_{\mathrm{loss}}---\left(6\right)$

其中：ω_l和ω_p分别为电压稳定裕度指标和网络有功损耗指标的权重系数；

步骤3-5：建立风电场集群无功电压优化控制的约束条件，所述约束条件包括并网点控制误差约束、潮流等式约束以及无功调节设备上下限约束；

其中，并网点控制误差约束为：

$V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{set}}-V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{err}}\≤V_{\mathrm{POI}}\≤V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{set}}+V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{err}}---\left(7\right)$

潮流等式约束为：

$\left\{\begin{array}{cc}{P}_i-V_i\·{\mathrm{\ΣV}}_j\·(G_{\mathrm{ij}}\·\cos ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\δ}}_j)+B_{\mathrm{ij}}\·\sin ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\δ}}_j))=0& i,j\∈N_N\\ Q_i-V_i\·{\mathrm{\ΣV}}_j\·(G_{\mathrm{ij}}\·\cos ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\δ}}_j)+B_{\mathrm{ij}}\·\sin ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\δ}}_j))=0& i,j\∈N_N\end{array}\right.---\left(8\right)$

无功调节设备上下限约束为：

$\left\{\begin{array}{cc}{V}_{i\min }\≤V_i\≤V_{i\max }& i\∈N_N\\ K_{i\min }\≤K_i\≤K_{i\max }& i\∈N_T\\ Q_{C_{i\min }}\≤Q_{C_i}\≤Q_{C_{i\max }}& i\∈N_C\end{array}\right.---\left(9\right)$

式(7)-(9)中，表示中枢节点电压允许的控制误差；P_i和Q_i分别表示节点i的有功注入量和无功注入量；和分别表示无功源i的无功注入实际值、可调下限和可调上限；V_i、V_imin和V_imax分别表示节点i的电压实际值、可调下限和可调上限；V_j表示节点j的电压实际值；B_ij表示节点i和节点j之间支路的电纳；N_N、N_T和N_C分别表示所有节点集合、所有变压器支路集合和所有无功源节点集合；K_i、K_imin和K_imax分别表示变压器i的变比实际值、可调下限和可调上限。

所述步骤4包括以下步骤：

步骤4-1：调用基于过滤集合的原对偶内点法（IPFA）求解风电场集群无功电压优化控制数学模型，并判断基于过滤集合的原对偶内点法是否收敛，若收敛，则对优化结果进行有效性判断，并执行步骤4-2；若不收敛或者优化结果无效，则放弃此次风电场集群无功电压优化控制；

步骤4-2：风电场集群控制系统通过通信网络下发优化控制指令值，同时，通过通信网络上报控制后的中枢节点电压。

所述优化控制指令值包括风电场并网点电压设定值风电场升压站变压器变比设定值汇集站站内无功源的无功出力设定值和汇集站变压器变比设定值

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种风电场集群无功电压优化控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：判断是否需要进行风电场集群无功电压优化控制；

步骤2；获取风电场集群区域内风电场和汇集站的无功源设备调节范围；

步骤3：建立风电场集群无功电压优化控制数学模型；

步骤4：求解风电场集群无功电压优化控制数学模型；

所述步骤3包括以下步骤：

步骤3-1：确定风电场集群局部电压稳定指标L_i，有：

$L_i=|1-\frac{F_i\·V_S}{V_{D_i}}\∠{\mathrm{\θ}}_i+{\mathrm{\δ}}_S-{\mathrm{\δ}}_{D_i}|=\sqrt{{(1-\frac{F_i\·V_S}{V_{D_i}}\cos ({\mathrm{\θ}}_i+{\mathrm{\δ}}_S-{\mathrm{\δ}}_{D_i}))}^2+{\left(\frac{F_i\·V_S}{V_{D_i}}\sin ({\mathrm{\θ}}_i+{\mathrm{\δ}}_S-{\mathrm{\δ}}_{D_i})\right)}^2},i\∈N_D---\left(1\right)$

其中，V_S和δ_S分别表示风电场集群接入地区无穷大电网的电压幅值和电压相角；和分别表示除无穷大电网以外的节点i的电压幅值和电压相角；F_i和θ_i分别为节点i在矩阵中所对应元素的幅值和相角，N_D表示风电场集群区域除无穷大电网以外的所有节点集合；

且

$\stackrel{\·}{F}=-{\left({\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{DD}}\right)}^{-1}{\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{DS}}=F\∠\mathrm{\θ}---\left(2\right)$

其中，和分别是风电场集群系统节点导纳矩阵 $\left[\begin{array}{cc}{\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{SS}}& {\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{SD}}\\ {\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{DS}}& {\stackrel{\·}{Y}}_{\mathrm{DD}}\end{array}\right]$ 的子矩阵，且下标S代表无穷大系统节点，下标D代表除无穷大电网以外的其他节点；F和θ分别为矩阵的幅值和相角；

步骤3-2：确定风电场集群电压稳定裕度指标有：

$\underset{i\∈N_D}{\mathrm{\Σ}}{L}_i^2=\underset{i\∈N_D}{\mathrm{\Σ}}[{(1-\frac{F_i\·V_S}{V_{D_i}}\cos ({\mathrm{\θ}}_i+{\mathrm{\δ}}_S-{\mathrm{\δ}}_{D_i}))}^2+{\left(\frac{F_i\·V_S}{V_{D_i}}\sin ({\mathrm{\θ}}_i+{\mathrm{\δ}}_S-{\mathrm{\δ}}_{D_i})\right)}^2]---\left(3\right);$

步骤3-3：确定风电场集群网络有功损耗指标P_loss，有：

$P_{\mathrm{loss}}=\underset{\mathrm{ij}\∈N_L}{\mathrm{\Σ}}{G}_{\mathrm{ij}}(V_i^2+V_j^2-{2V}_i{V}_j\cos ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\δ}}_j))---\left(4\right)$

其中：N_L表示风电场集群区域所有支路集合，包括普通线路和变压器支路；V_i和V_j分别表示节点i和节点j的电压幅值；δ_i和δ_j分别表示节点i和节点j的电压相角；G_ij表示节点i和节点j之间支路的电导；

步骤3-4：建立风电场集群无功电压优化控制的目标函数f(x)，有：

$f\left(x\right)={\mathrm{\ω}}_l\·\underset{i\∈N_D}{\mathrm{\Σ}}{L}_i^2+{\mathrm{\ω}}_p\·P_{\mathrm{loss}}---\left(5\right)$

其中：ω_l和ω_p分别为电压稳定裕度指标和网络有功损耗指标的权重系数；

步骤3-5：建立风电场集群无功电压优化控制的约束条件，所述约束条件包括并网点控制误差约束、潮流等式约束以及无功调节设备上下限约束；

其中，并网点控制误差约束为：

$V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{set}}-V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{err}}\≤V_{\mathrm{POI}}\≤V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{set}}+V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{err}}---\left(6\right)$

潮流等式约束为：

$\left\{\begin{array}{cc}{P}_i-V_i\·\mathrm{\Σ}{V}_j\·(G_{\mathrm{ij}}\·\cos ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\δ}}_j)+B_{\mathrm{ij}}\·\sin ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\δ}}_j))=0& i,j\∈N_N\\ Q_i-V_i\·\mathrm{\Σ}{V}_j\·(G_{\mathrm{ij}}\·\cos ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\δ}}_j)+B_{\mathrm{ij}}\·\sin ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\δ}}_j))=0& i,j\∈N_N\end{array}\right.---\left(7\right)$

无功调节设备上下限约束为：

$\left\{\begin{array}{cc}{V}_{i\min }\≤V_i\≤V_{i\max }& i\∈N_N\\ K_{i\min }\≤K_i\≤K_{i\max }& i\∈N_T\\ Q_{C_{i\min }}\≤Q_{C_i}\≤Q_{C_{i\max }}& i\∈N_C\end{array}\right.---\left(8\right)$

式(6)-(8)中，V_POI表示中枢节点电压实际值，表示中枢节点电压设定值，表示中枢节点电压允许的控制误差；P_i和Q_i分别表示节点i的有功注入量和无功注入量；和分别表示无功源i的无功注入实际值、可调下限和可调上限；V_i、V_imin和V_imax分别表示节点i的电压幅值、可调下限和可调上限；V_j表示节点j的电压幅值；B_ij表示节点i和节点j之间支路的电纳；N_N、N_T和N_C分别表示所有节点集合、所有变压器支路集合和所有无功源节点集合；K_i、K_imin和K_imax分别表示变压器i的变比实际值、可调下限和可调上限。

2.根据权1所述的风电场集群无功电压优化控制方法，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：风电场集群控制系统通过通信网络获取上级调度下发的中枢节点电压设定值

步骤1-2：根据判断标准判断是否需要进行风电场集群无功电压优化控制；

判断标准为：

$V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{set}}-V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{dead}}\≤V_{\mathrm{POI}}\≤V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{set}}+V_{\mathrm{POI}}^{\mathrm{dead}}---\left(9\right)$

其中，V_POI和分别表示中枢节点电压实际值和控制死区。

3.根据权1所述的风电场集群无功电压优化控制方法，其特征在于：所述步骤2中，风电场集群控制系统通过通信网络获取风电场集群区域内风电场和汇集站的无功源设备调节范围，风电场的无功源设备调节范围包括风电场当前时刻整个场站等效的可调无功最大值和最小值以及风电场升压站变压器可调变比最大值和最小值汇集站的无功源设备调节范围包括汇集站当前时刻站内无功源的可调无功最大值和最小值以及汇集站变压器可调变比最大值和最小值

4.根据权1所述的风电场集群无功电压优化控制方法，其特征在于：所述步骤4包括以下步骤：

步骤4-1：调用基于过滤集合的原对偶内点法求解风电场集群无功电压优化控制数学模型，并判断基于过滤集合的原对偶内点法是否收敛，若收敛，则对优化结果进行有效性判断，并执行步骤4-2；若不收敛或者优化结果无效，则放弃此次风电场集群无功电压优化控制；

步骤4-2：风电场集群控制系统通过通信网络下发优化控制指令值，同时，通过通信网络上报控制后的中枢节点电压。

5.根据权4所述的风电场集群无功电压优化控制方法，其特征在于：所述优化控制指令值包括风电场并网点电压设定值风电场升压站变压器变比设定值汇集站站内无功源的无功出力设定值和汇集站变压器变比设定值