CN108494020B - 风速波动下风电送出系统无功电压主动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风速波动下风电送出系统无功电压主动控制方法，根据下一时刻的预测风速，计算风电场有功出力预测值；采用优化算法计算在系统运行约束下能够满足目标函数并且能够维持并网点电压稳定的风电场的无功出力最优值；当风速波动造成无功调节能力小于无功出力最优值，启动无功电压主动控制策略，主动降低风电场有功功率以提高风电场无功调节能力，以无功出力最优值和降低后的有功出力预测值作为输出；当无功调节能力大于或等于无功出力最优值时，风电场以有功出力预测值和无功出力最优值作为输出。本发明能够在风速波动前进行提前控制，有效避免风速波动对电网电压造成较大影响，能够在保证电网安全性的前提下，实现经济效益最大化。

Description

风速波动下风电送出系统无功电压主动控制方法

技术领域

本发明涉及风电控制领域，具体涉及风速波动下系统无功电压主动控制方法。

背景技术

风力发电技术近年来在世界范围内得到了迅猛发展。风速波动具有随机性，风电机组的输出功率随风速波动变化，使电力系统的有功和无功平衡面临挑战。随着可再生能源发电需求的增加，我国风电装机容量快速增长，风电正在向“大规模集中开发、远距离高压输送”方向快速发展。由于大型风电场大多位于电网末端，电网对风电并网点的电压支撑不足，大规模风电场的功率波动加剧使并网点的电压问题更为突出，甚至造成系统电压问题。

在风电场出口母线接入无功补偿装置是目前解决风电入网引起的无功电压问题的主要方法。但是，由于风速波动具有随机性和快速性的特点，通过投切电容器或电抗器平抑无功缺额难以满足补偿容量和响应速度的要求。静止无功补偿器可以对无功功率进行实时的平滑调节，是风电场无功补偿的常用手段。但是，风电场具有运行的多态性和输出的多样性特征，风电场中静止无功补偿器之间及其与风电机组之间的配合较为困难。特别是静止无功补偿器具有显著的滞后响应，无法快速响应风速波动，可能导致电网无功功率缺额，甚至出现电压过冲现象，造成风电机组连锁性脱网。

目前，以双馈风电机组和直驱风电机组为代表的变速风电机组已成为风力发电的主流机型。变速风电机组能够通过变流器控制系统实现有功功率和无功功率的解耦控制，具有快速灵活的无功调控能力，适用于电压的动态调控。但是，目前风电场内的变速风电机组普遍采用单位功率因数运行，无功功率的控制优化值始终为零，远未发挥其可用于电压调控的潜力与优势。近些年，风电系统的无功电压控制问题得到了大量的关注。但是，现有的电压控制方法都是风速波动后对电压进行调整。由于风电场的无功出力受机组容量和变流器容量等物理条件的限制，变速风电机组具有无功极限。风速增大时风电场的无功调节能力随着有功出力的增大而减小。因此，在风速剧烈波动下，风电机组输出的无功功率可能无法满足系统电压稳定的无功需求。

综上所述，随着风电装机容量的持续增加，风速波动造成电网电压不稳的情况日趋严重，但是现有的控制策略尚未充分挖掘风电机组的无功调节能力，没有协调变速风电机组的有功和无功出力实现系统安全性和经济性的最大化。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种风速波动下风电送出系统无功电压主动控制方法，解决现有技术中由于风速剧烈波动导致风电场无功调节能力减小而无法满足系统电压稳定需求的技术问题，能够在风速波动前对变速风电机组进行主动无功控制，充分挖掘变速风电机组的无功调节能力，有效避免风速波动对电网电压造成较大影响，实现对风速波动下的电力系统无功电压稳定控制，能够在保证电网安全性的前提下，实现经济效益最大化。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种风速波动下风电送出系统无功电压主动控制方法，用于火电机组与风电场群并网的电力系统，其中，火电机组的数量为n，风电场群中风电场的数量为m，根据风速预测信息主动降低风电机组的有功出力以提高其无功电压控制能力，从而实现对风速波动下的电力系统无功电压稳定控制，包括以下步骤：

步骤1：从电网中获取并网点当前电压值U_acc，风电场群的当前无功出力向量Q_W、当前有功出力向量P_W；

其中， 为第i个风电场当前无功出力值， 为第i个风电场当前有功出力值，i∈{1,2,...,m}；

步骤2：对系统进行潮流计算，得到并网点电压关于各个风电场有功出力的灵敏度向量S₁，并网点电压关于各个风电场无功出力的灵敏度向量S₂，第i个风电场的出口节点电压关于各个风电场有功出力的灵敏度向量第i个风电场的出口节点电压关于各个风电场无功出力的灵敏度向量

其中，S₁＝[B₁ B₂...B_i...B_m]，B_i为并网点电压关于第i个风电场有功出力的灵敏度值，S₂＝[A₁ A₂...A_i...A_m]，A_i为并网点电压关于第i个风电场无功出力的灵敏度值， 为第i个风电场的出口节点电压关于第j个风电场有功出力的灵敏度， 为第i个风电场的出口节点电压关于第j个风电场无功出力的灵敏度，j∈{1,2,...,m}；

步骤3：根据下一时刻的风速预测信息，计算风电场群下一时刻的有功出力预测向量并结合当前有功出力向量P_W、并网点电压关于各个风电场有功出力的灵敏度向量S₁以及并网点当前电压值U_acc计算并网点电压预测值

其中， 为第i个风电场的有功出力预测值；

步骤4：建立第一目标函数，以风电场群下一时刻的无功出力向量Q′_W为变量，Q′_W＝[Q′_1,W Q′_2,W...Q′_i,W...Q′_m,W]，其中，Q′_i,W为下一时刻第i个风电场的无功出力值；根据第一目标函数和第一系统运行约束进行优化计算，求解风电场群下一时刻的无功出力向量Q′_W的最优解，以该最优解作为的风电场群下一时刻的最优无功出力向量Q_opt： 为下一时刻第i个风电场的最优无功出力值；

步骤5：根据风电场群的预测有功出力向量计算风电场群的无功调节能力向量Q_max；

其中， 为有功出力预测值为时第i个风电场的无功调节能力；

步骤6：将最优无功出力向量Q_opt中各最优无功出力值与无功调节能力向量Q_max中对应的无功调节能力一一进行比较；当第i个风电场的无功调节能力大于或等于对应的无功出力最优值时，进入步骤7；当第i个风电场的无功调节能力小于对应的无功出力最优值时，进入步骤8；

步骤7：以有功出力预测值作为第i个风电场的最优有功出力第i个风电场以最优有功出力作为下一时刻的有功功率输出，并以无功出力最优值作为下一时刻的无功功率输出；

步骤8：通过主动降低风电场有功功率以提高风电场的无功电压控制能力；降低第i个风电场的有功出力预测值直到第i个风电场的无功调节能力刚好上升至满足此时对应的第i个风电场的有功出力预测值记为P′_max,i；以有功出力预测值P′_max,i作为第i个风电场的最优有功出力第i个风电场以最优有功出力作为下一时刻的有功功率输出，并以无功出力最优值作为下一时刻的无功功率输出；

步骤9：根据步骤6-8所确定的各风电场下一时刻无功功率输出，作为下一时刻风电场的无功功率输出控制指令，从而实现对风速波动下的电力系统无功电压稳定控制。

优选的，步骤9之后进行步骤10：根据负荷预测，得到电力系统下一时刻的总有功负荷为以火电机组总费用最小为目标建立第二目标函数，结合步骤7和步骤8获得的各风电场下一时刻的有功出力，采用粒子群算法计算满足第二系统运行约束的各火电机组最优有功出力值，并将各火电机组最优有功出力值作为各火电机组下一时刻的有功出力。

优选的，步骤4中以风电场群无功出力最小为目标建立第一目标函数：其中，Q′_i,W为下一时刻第i个风电场的无功出力值。

优选的，步骤4中第一系统运行约束包括并网点电压约束：

U_acc,min≤U′_acc≤U_acc,max

其中，U′_acc为下一时刻的并网点电压，U_acc,min为并网点允许的电压最小值，U_acc,max为并网点允许的电压最大值；

下一时刻的并网点电压U′_acc与风电场无功出力的关系为：

其中，为并网点电压预测值，Q′_W为下一时刻风电场群的无功出力向量，Q_W为风电场群的当前无功出力向量，S₂为并网点电压关于各个风电场无功出力的灵敏度向量。

优选的，步骤4中第一系统运行约束包括风电场出口点电压约束：

U_i,min≤U′_i≤U_i,max

U′_i为下一时刻第i个风电场的出口节点电压，U_i,min为第i个风电场的出口节点允许的电压最小值，U_i,max为第i个风电场的出口节点允许的电压最大值，i∈{1,2,...,m}，m为风电场群中的风电场数。

下一时刻第i个风电场的出口节点电压U′_i与各个风电场无功出力的关系为：

其中， 为第i个风电场的出口节点电压预测值，U_i为当前时刻第i个风电场的出口节点电压，为第i个风电场的出口节点电压关于各风电场有功出力的灵敏度向量，为风电场有功出力预测值与其当前有功出力值之间的差值向量，Q′_W为下一时刻风电场群的无功出力向量，Q_W为风电场群的当前无功出力向量，为第i个风电场的出口节点电压关于各个风电场无功出力的灵敏度向量，i,j∈{1,2,...,m}。

优选的，步骤10中以火电机组总费用最小为目标建立第二目标函数：F₂＝minf_cost，其中，f_cost为下一时刻火电机组的运行费用，按如下公式计算：

其中，P′_k,G为下一时刻第k个火电机组的有功出力值，k∈{1,2,...,n}；a_k、b_k、c_k分别为机组的第一耗量特性参数、第二耗量特性参数、第三耗量特性参数。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、与现有技术中风速波动后再进行电压控制不同，本发明是在风速波动前对即将发生变化的电网电压进行预测，在风电场的无功调节能力不能满足维持电网电压稳定所需的无功功率时，通过事前主动降低风电场的有功功率以提高风电场的无功调节能力，从而使得风电场能够输出维持电网电压稳定所需的无功功率，达到维持电网电压稳定的目的。结合系统运行约束以及目标函数优化计算出能够维持并网点电压稳定的风电场最优无功出力值，使风电场群的总无功出力值最小，即风电场为维持并网点电压稳定而降低的有功功率最小，有利于系统经济性。

2、本发明通过降低风电场有功功率，提高其无功功率的输出能力，达到维持电压稳定和增大系统经济效益的目的。同时，为了使电网经济效益更好，以火电机组运行成本最小为控制目标，在满足约束条件的情况下，对系统中的火电机组有功出力进行最优分配，最终实现在保证电网安全性的前提下，实现经济效益最大化。

附图说明

图1为具体实施方式中的电力系统的结构示意图；

图2为具体实施方式中的算例系统接线图；

图3为风速增加下未采取电压控制措施时的并网点电压曲线图；

图4为采用具体实施方式的控制方法，与图3相同风速变化条件下并网点电压曲线图；

图5为采用具体实施方式的控制方法时风电场的无功调节能力和满足系统无功需求的风电场最优无功出力值的对比图；

图6为未采用具体实施方式的控制方法和采用具体实施方式的控制方法时风电场有功出力对比图；

图7为1h内电力系统的总有功负荷曲线图；

图8为未采用具体实施方式的控制方法和采用具体实施方式的控制方法时，火电机组#2、#3、#6、#9和#12的有功出力对比图；

图9为未采用具体实施方式的控制方法和采用具体实施方式的控制方法时，火电机组#1和#8的有功出力对比图。

具体实施方式

本具体实施方式中电力系统为风电场群并网系统，其中，系统中火电机组的数量为n，风电场的数量为m，如图1所示，从左往右依次为变速风电场、高压交流输电线路及大电网，风电场经各自出口母线后，汇集到场群公共连接点B3，再经过升压站由高压交流输电线接入大电网，其中B2为风电场并网点，其中，R为输电线路电阻，X为输电线路电抗。风速波动时，变速风电场有功出力变化会引起并网点电压变化，为了保证并网点电压稳定，采用一种风速波动下风电送出系统无功电压主动控制方法，包括以下步骤：

步骤1：从电网中获取并网点当前电压值U_acc，风电场群的当前无功出力向量Q_W、当前有功出力向量P_W；

其中， 为第i个风电场当前无功出力值， 为第i个风电场当前有功出力值，i∈{1,2,...,m}；

步骤2：对系统进行潮流计算，得到并网点电压关于各个风电场有功出力的灵敏度向量S₁，并网点电压关于各个风电场无功出力的灵敏度向量S₂，第i个风电场的出口节点电压关于各个风电场有功出力的灵敏度向量第i个风电场的出口节点电压关于各个风电场无功出力的灵敏度向量

其中，S₁＝[B₁ B₂...B_i...B_m]，B_i为并网点电压关于第i个风电场有功出力的灵敏度值，S₂＝[A₁ A₂...A_i...A_m]，A_i为并网点电压关于第i个风电场无功出力的灵敏度值， 为第i个风电场的出口节点电压关于第j个风电场有功出力的灵敏度， 为第i个风电场的出口节点电压关于第j个风电场无功出力的灵敏度，j∈{1,2,...,m}；

步骤3：根据下一时刻的风速预测信息，计算风电场群下一时刻的有功出力预测向量并结合当前有功出力向量P_W、并网点电压关于各个风电场有功出力的灵敏度向量S₁以及并网点当前电压值U_acc计算并网点电压预测值

其中， 为第i个风电场的有功出力预测值；

步骤4：建立第一目标函数，以风电场群下一时刻的无功出力向量Q′_W为变量，Q′_W＝[Q′_1,W Q′_2,W...Q′_i,W...Q′_m,W]，其中，Q′_i,W为下一时刻第i个风电场的无功出力值；根据第一目标函数和第一系统运行约束进行优化计算，求解风电场群下一时刻的无功出力向量Q′_W的最优解，以该最优解作为的风电场群下一时刻的最优无功出力向量Q_opt： 为下一时刻第i个风电场的最优无功出力值；

步骤5：根据风电场群的预测有功出力向量计算风电场群的无功调节能力向量Q_max；

其中， 为有功出力预测值为时第i个风电场的无功调节能力；

步骤6：将最优无功出力向量Q_opt中各最优无功出力值与无功调节能力向量Q_max中对应的无功调节能力一一进行比较；当第i个风电场的无功调节能力大于或等于对应的无功出力最优值时，进入步骤7；当第i个风电场的无功调节能力小于对应的无功出力最优值时，进入步骤8；

步骤7：以有功出力预测值作为第i个风电场的最优有功出力第i个风电场以最优有功出力作为下一时刻的有功功率输出，并以无功出力最优值作为下一时刻的无功功率输出；

步骤8：通过主动降低风电场有功功率以提高风电场的无功电压控制能力；降低第i个风电场的有功出力预测值直到第i个风电场的无功调节能力刚好上升至满足此时对应的第i个风电场的有功出力预测值记为P′_max,i；以有功出力预测值P′_max,i作为第i个风电场的最优有功出力第i个风电场以最优有功出力作为下一时刻的有功功率输出，并以无功出力最优值作为下一时刻的无功功率输出；

步骤9：根据步骤6-8所确定的各风电场下一时刻无功功率输出，作为下一时刻风电场的无功功率输出控制指令，从而实现对风速波动下的电力系统无功电压稳定控制。

本具体实施方式中，步骤9之后进行步骤10：根据负荷预测，得到电力系统下一时刻的总有功负荷为建立第二目标函数，结合步骤7和步骤8获得的各风电场下一时刻的有功出力，采用粒子群算法计算满足第二系统运行约束的各火电机组最优有功出力值，并将各火电机组最优有功出力值作为各火电机组下一时刻的有功出力。

本具体实施方式中，并网点电压预测值按如下公式计算：

其中，S₁为并网点电压关于各个风电场有功出力的灵敏度向量；U_acc为并网点当前的电压值； 为第i个风电场有功出力预测值与其当前有功出力值之间的偏差量，即

本具体实施方式中，步骤4中以风电场群无功出力最小为目标建立第一目标函数：其中，Q′_i,W为下一时刻第i个风电场的无功出力值。

本具体实施方式中，步骤4中第一系统运行约束包括并网点电压约束：

U_acc,min≤U′_acc≤U_acc,max

其中，U′_acc为下一时刻的并网点电压，U_acc,min为并网点允许的电压最小值，U_acc,max为并网点允许的电压最大值；

下一时刻的并网点电压U′_acc与风电场无功出力的关系为：

其中，为并网点电压预测值，Q′_W为下一时刻风电场群的无功出力向量，Q_W为风电场群的当前无功出力向量，S₂为并网点电压关于各个风电场无功出力的灵敏度向量。

本具体实施方式中，步骤4中第一系统运行约束包括风电场出口点电压约束：

U_i,min≤U′_i≤U_i,max

U′_i为下一时刻第i个风电场的出口节点电压，U_i,min为第i个风电场的出口节点允许的电压最小值，U_i,max为第i个风电场的出口节点允许的电压最大值，i∈{1,2,...,m}，m为风电场群中的风电场数。

下一时刻第i个风电场的出口节点电压U′_i与各个风电场无功出力的关系为：

其中， 为第i个风电场的出口节点电压预测值，U_i为当前时刻第i个风电场的出口节点电压，为第i个风电场的出口节点电压关于各风电场有功出力的灵敏度向量，为风电场有功出力预测值与其当前有功出力值之间的差值向量，Q′_W为下一时刻风电场群的无功出力向量，Q_W为风电场群的当前无功出力向量，为第i个风电场的出口节点电压关于各个风电场无功出力的灵敏度向量，i,j∈{1,2,...,m}。

本具体实施方式中，步骤10中以火电机组总费用最小为目标建立第二目标函数：F₂＝min f_cost，其中，f_cost为下一时刻火电机组的运行费用，按如下公式计算：

其中，P′_k,G为下一时刻第k个火电机组的有功出力值，k∈{1,2,...,n}；a_k、b_k、c_k分别为机组的第一耗量特性参数、第二耗量特性参数、第三耗量特性参数。

本具体实施方式中，步骤10中第二系统运行约束包括系统有功平衡约束：

其中，P′_k,G为下一时刻第k个火电机组的有功出力值，为下一时刻第i个风电场的有功功率输出，为系统总有功负荷预测值。

本具体实施方式中，步骤10第二中系统运行约束包括火电机组有功出力约束：

其中，P′_k,G为下一时刻第k个火电机组的有功出力值，为下一时刻第k个火电机组有功出力最小值，为下一时刻第k个火电机组有功出力最大值。

为验证本发明方法的有效性，以如图2所示的算例系统接线图为例进行分析计算。风电场群电压等级为35kV，由5个风电场分别通过4km、7km、10km、12km、15km的输电线成辐射网络汇集到场群公共连接点，再通过35kV/110kV变压器升压后经40km输电线路接入IEEE57节点系统。各风电场的变速风电机组数分别为30、35、36、42、50，单台变速风电机组额度容量为1.5MW，额定风速为15m/s。IEEE57节点系统共有7个火电机组，其中1号发电机组是平衡机组，21节点为风电场群并网节点。以风速缓慢增长为场景，对比了未采用本发明和采用本发明时，相同风速变化条件下风电场群并网点的电压。图3为风速增加下未采取电压控制措施时的并网点电压曲线图，从图中可知随着风速的增加并网点电压逐渐下降；图4为采用具体实施方式的控制方法，与图3相同风速变化条件下并网点电压曲线图，从图中可以看出，并网点电压波动较小，基本维持稳定；图5为采用具体实施方式的控制方法时风电场的无功调节能力和满足系统无功需求的风电场最优无功出力值的对比图，从图中可以看出，风电场的无功控制能力随着风速增大不断降低，0～50min时，风电场的无功控制能力大于其最优无功出力值，即风电场的无功控制能力能够满足维持并网点电压稳定的需求，55～60min时，风电场的无功调节能力小于风电场最优无功出力值，即风电场的无功控制能力不能满足维持并网点电压稳定的需求；图6为未采用具体实施方式的控制方法和采用具体实施方式的控制方法时风电场有功出力对比图，其中柱状图为未采用本发明时各风电场的有功出力，折线图为采用本发明时各风电场的有功出力，从图中可以看出，0～50min时，未采用本发明和采用本发明对应的风电场有功出力相等；55～60min时，本发明主动降低了风电场的有功功率；图7为1h内电力系统的总有功负荷曲线图；图8为未采用具体实施方式的控制方法和采用具体实施方式的控制方法时，火电机组#2、#3、#6、#9和#12的有功出力对比图，从图中可以看出，未采用本发明和采用本发明时火电机组#2、#3、#6、#9和#12的有功出力值相等，即未采用本发明和采用本发明时图中线条重合；图9为未采用具体实施方式的控制方法和采用具体实施方式的控制方法时，火电机组#1和#8的有功出力对比图，其中有“*”的曲线表示未采用本发明时，有“。”的曲线表示采用本发明时。由附图1～9可知，随着风速增大，风电场群的无功调节能力逐渐减小，可能对电压稳定带来不利影响。通过主动降低风电场的有功功率，可以使并网点电压维持在指定值附近，根据系统功率平衡，此时需要上调火电机组的有功出力填补系统有功缺额。本发明中风电场以较小的功率损失，将并网点电压维持在了指定值附近，极大地提高了系统的安全性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种风速波动下风电送出系统无功电压主动控制方法，用于火电机组与风电场群并网的电力系统，其中，火电机组的数量为n，风电场群中风电场的数量为m，其特征在于：根据风速预测信息主动降低风电机组的有功出力以提高其无功电压控制能力，从而实现对风速波动下的电力系统无功电压稳定控制，包括以下步骤：

步骤1：从电网中获取并网点当前电压值U_acc，风电场群的当前无功出力向量Q_W、当前有功出力向量P_W；

其中， 为第i个风电场当前无功出力值， 为第i个风电场当前有功出力值，i∈{1,2,...,m}；

步骤2：对系统进行潮流计算，得到并网点电压关于各个风电场有功出力的灵敏度向量S₁，并网点电压关于各个风电场无功出力的灵敏度向量S₂，第i个风电场的出口节点电压关于各个风电场有功出力的灵敏度向量第i个风电场的出口节点电压关于各个风电场无功出力的灵敏度向量

其中，S₁＝[B₁ B₂...B_i...B_m]，B_i为并网点电压关于第i个风电场有功出力的灵敏度值，S₂＝[A₁ A₂...A_i...A_m]，A_i为并网点电压关于第i个风电场无功出力的灵敏度值， 为第i个风电场的出口节点电压关于第j个风电场有功出力的灵敏度， 为第i个风电场的出口节点电压关于第j个风电场无功出力的灵敏度，j∈{1,2,...,m}；

步骤3：根据下一时刻的风速预测信息，计算风电场群下一时刻的有功出力预测向量并结合当前有功出力向量P_W、并网点电压关于各个风电场有功出力的灵敏度向量S₁以及并网点当前电压值U_acc计算并网点电压预测值

其中， 为第i个风电场的有功出力预测值；

步骤4：建立第一目标函数，以风电场群下一时刻的无功出力向量Q′_W为变量，Q′_W＝[Q′_1,W Q′_2,W...Q′_i,W...Q′_m,W]，其中，Q′_i,W为下一时刻第i个风电场的无功出力值；根据第一目标函数和第一系统运行约束进行优化计算，求解风电场群下一时刻的无功出力向量Q′_W的最优解，以该最优解作为的风电场群下一时刻的最优无功出力向量Q_opt： 为下一时刻第i个风电场的最优无功出力值；

步骤5：根据风电场群的预测有功出力向量计算风电场群的无功调节能力向量Q_max；

其中， 为有功出力预测值为时第i个风电场的无功调节能力；

步骤6：将最优无功出力向量Q_opt中各最优无功出力值与无功调节能力向量Q_max中对应的无功调节能力一一进行比较；当第i个风电场的无功调节能力大于或等于对应的无功出力最优值时，进入步骤7；当第i个风电场的无功调节能力小于对应的无功出力最优值时，进入步骤8；

步骤7：以有功出力预测值作为第i个风电场的最优有功出力第i个风电场以最优有功出力作为下一时刻的有功功率输出，并以无功出力最优值作为下一时刻的无功功率输出；

步骤8：通过主动降低风电场有功功率以提高风电场的无功电压控制能力；降低第i个风电场的有功出力预测值直到第i个风电场的无功调节能力刚好上升至满足此时对应的第i个风电场的有功出力预测值记为P′_max,i；以有功出力预测值P′_max,i作为第i个风电场的最优有功出力第i个风电场以最优有功出力作为下一时刻的有功功率输出，并以无功出力最优值作为下一时刻的无功功率输出；

步骤9：根据步骤6-8所确定的各风电场下一时刻无功功率输出，作为下一时刻风电场的无功功率输出控制指令，从而实现对风速波动下的电力系统无功电压稳定控制；

步骤4中以风电场群无功出力最小为目标建立第一目标函数：其中，Q′_i,W为下一时刻第i个风电场的无功出力值；

步骤4中第一系统运行约束包括并网点电压约束：

U_acc,min≤U′_acc≤U_acc,max

其中，U_a′_cc为下一时刻的并网点电压，U_acc,min为并网点允许的电压最小值，U_acc,max为并网点允许的电压最大值；

下一时刻的并网点电压U′_acc与风电场无功出力的关系为：

其中，为并网点电压预测值，Q′_W为下一时刻风电场群的无功出力向量，Q_W为风电场群的当前无功出力向量，S₂为并网点电压关于各个风电场无功出力的灵敏度向量；

步骤4中第一系统运行约束包括风电场出口点电压约束：

U_i,min≤U′_i≤U_i,max

U′_i为下一时刻第i个风电场的出口节点电压，U_i,min为第i个风电场的出口节点允许的电压最小值，U_i,max为第i个风电场的出口节点允许的电压最大值，i∈{1,2,...,m}，m为风电场群中的风电场数;

下一时刻第i个风电场的出口节点电压U′_i与各个风电场无功出力的关系为：

其中， 为第i个风电场的出口节点电压预测值，U_i为当前时刻第i个风电场的出口节点电压，为第i个风电场的出口节点电压关于各风电场有功出力的灵敏度向量，为风电场有功出力预测值与其当前有功出力值之间的差值向量，Q′_W为下一时刻风电场群的无功出力向量，Q_W为风电场群的当前无功出力向量，为第i个风电场的出口节点电压关于各个风电场无功出力的灵敏度向量，i,j∈{1,2,...,m}。

2.根据权利要求1所述的风速波动下风电送出系统无功电压主动控制方法，其特征在于：步骤9之后进行步骤10：根据负荷预测，得到电力系统下一时刻的总有功负荷为建立第二目标函数，结合步骤7和步骤8获得的各风电场下一时刻的有功出力，采用粒子群算法计算满足第二系统运行约束的各火电机组最优有功出力值，并将各火电机组最优有功出力值作为各火电机组下一时刻的有功出力。

3.根据权利要求1所述的风速波动下风电送出系统无功电压主动控制方法，其特征在于：并网点电压预测值按如下公式计算：

其中，S₁为并网点电压关于各个风电场有功出力的灵敏度向量；U_acc为并网点当前的电压值； 为第i个风电场有功出力预测值与其当前有功出力值之间的偏差量，即

4.根据权利要求2所述的风速波动下风电送出系统无功电压主动控制方法，其特征在于：步骤10中以火电机组总费用最小为目标建立第二目标函数：F₂＝min f_cost，其中，f_cost为下一时刻火电机组的运行费用，按如下公式计算：

其中，P′_k,G为下一时刻第k个火电机组的有功出力值，k∈{1,2,...,n}；a_k、b_k、c_k分别为机组的第一耗量特性参数、第二耗量特性参数、第三耗量特性参数。

5.根据权利要求2所述的风速波动下风电送出系统无功电压主动控制方法，其特征在于：步骤10中第二系统运行约束包括系统有功平衡约束：

其中，P′_k,G为下一时刻第k个火电机组的有功出力值，为下一时刻第i个风电场的有功功率输出，为系统总有功负荷预测值。

6.根据权利要求2所述的风速波动下风电送出系统无功电压主动控制方法，其特征在于：步骤10中第二系统运行约束包括火电机组有功出力约束：

其中，P′_k,G为下一时刻第k个火电机组的有功出力值，为下一时刻第k个火电机组有功出力最小值，为下一时刻第k个火电机组有功出力最大值。