CN113098072B - 双馈风机电压反馈控制优化方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

双馈风机电压反馈控制优化方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双馈风机电压反馈控制优化方法、装置、设备和存储介质，包括：建立电网仿真数据模型，分别计算各方式的电压稳定裕度指标，并选择电压稳定裕度最小的运行方式，在新能源集中接入区域，扫描发电力波动和故障对新能源的影响，针对电压反馈控制给风机带来的“回调滞后”特性，调整电压反馈控制积分环节的比例系数和无功补偿配置，计算电压控制效果并优化该比例系数，计算并判断电压反馈控制优化方案在其他运行方式中的适应性是否达到预设的效果，若否，则重新调整反馈控制积分环节的比例系数和无功补偿配置，若是，则得到双馈风机电压反馈控制优化方案。本发明能够改善新能源的并网性能，提高电网的新能源消纳能力。

Description

双馈风机电压反馈控制优化方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本发明涉及电力系统调度控制技术领域，特别是涉及一种双馈风机电压反馈控制优化方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
目前，传统化石能源逐渐枯竭，环境保护越来越重要，推动了以风电、光伏为代表的新能源的快速发展。新能源并网之后，也带来一系列新问题。比如新能源发电设备的脱网问题，一直是业界共同关注的重要难题。以双馈风机为例，定子端直接与电网相连，在电网电压降低时，定子电压随之立即降低，但是功率不能同时立即降低，从而使定子侧出现过电流，通过电磁感应使转子侧出现大电流，可能危及转子的安全；在机端电压升高时，将导致转子绕组感应出高电压，当转子电压超过转子侧变流器的控制范围时，将造成风电机组运行不再受控，甚至引起变流器内部器件击穿。
在风机占比较大的电网中，大量风机脱网会引发雪崩效应，扩大事故影响范围。因此，风电机组均会设置低电压保护和高电压保护，同时为了避免扩大事故影响范围，需要具备低电压穿越和高电压穿越功能。随着风电功率占比的增长，风机并网安全越来越重要。电压异常的主要原因是设备故障、功率快速大幅度波动、电网或发电站调压能力不足。避免设备故障或功率快速大幅度波动是预防新能源脱网的重要措施，提升调压能力也是电网和发电站努力的方向。
电网的调压手段主要有调节发电机或调相机出力、调节各种无功补偿设备如低容低抗高抗等、调整变压器变比、调整电网运行方式等。这些对传统电网有效的手段对间歇性、波动性大的新能源却难以有良好效果。随着新能源的发展，电网越来越迫切需要一种更有效的电压调节控制方法，以改善新能源的并网性能，提高电网的新能源消纳能力。
发明内容
本发明的目的是：提供一种双馈风机电压反馈控制优化方法及系统，通过迭代优化电压反馈控制环节的KVI积分环节比例系数，同时适当调整无功补偿，在降低过电压的同时提升部分低电压，以改善电压控制性能。通过对双馈风机模型所在电网进行仿真分析，给出了电压反馈控制优化方案。
为了实现上述目的，本发明提供了一种双馈风机电压反馈控制优化方法，包括：
获取电网的典型运行方式，并根据所述典型运行方式，建立电网仿真数据模型，其中，所述典型运行方式包括：大负荷方式、腰负荷方式和小负荷方式；
计算所述典型运行方式中每种运行方式的电压稳定裕度指标，选取电压裕度指标最小的运行方式；并根据电压裕度指标最小的运行方式和所述电网仿真数据模型，分析得出电网波动和故障对新能源并网点的电压变化；其中，所述电网波动和故障包括：电出力快速大幅度波动、负荷快速大幅度波动和电网元件N－2短路故障。
根据所述电压变化，分别计算电压反馈控制方案和普通的无功补偿方案所需要的措施和效果；
根据电压反馈控制给风机带来的回调滞后特性，调整电压反馈控制积分环节的比例系数和无功补偿配置，计算电压控制效果并优化所述比例系数，得到电压反馈控制优化方案；
计算所述电压反馈控制优化方案在典型运行方式中每种运行方式的适应性，并判断所述适应性是否达到预设的效果，若否，则重新调整反馈控制积分环节的比例系数和无功补偿配置，若是，则将所述电压反馈控制优化方案作为电压优化控制方案。
进一步地，所述电压稳定裕度指标包括：负荷母线有功裕度、区域有功储备系数、最低单母线有功储备系数、枢纽母线无功裕度和枢纽母线无功电压灵敏度。
进一步地，所述电出力快速大幅度波动设置为发电出力从0出力到100％出力的周期性变化，变化周期根据系统实际情况设置。
进一步地，所述负荷快速大幅度波动设置为负荷按照电网负荷最大变化率周期性变化，变化周期根据系统实际情况设置。
进一步地，所述电网元件N－2短路故障包括：双回线路三相永久性故障N－2、主变N－2故障和直流双极闭锁故障。
本发明实施例还提供一种双馈风机电压反馈控制优化装置，包括：构建模块、计算模块、分析模块、处理模块和判断模块，其中，
所述构建模块，用于获取电网的典型运行方式，并根据所述典型运行方式，建立电网仿真数据模型，其中，所述典型运行方式包括：大负荷方式、腰负荷方式和小负荷方式；
所述计算模块，用于计算所述典型运行方式中每种运行方式的电压稳定裕度指标，选取电压裕度指标最小的运行方式；并根据电压裕度指标最小的运行方式和所述电网仿真数据模型，分析得出电网波动和故障对新能源并网点的电压变化；
所述分析模块，用于根据所述电压变化，分别计算电压反馈控制方案和普通的无功补偿方案所需要的措施和效果；
所述处理模块，用于根据电压反馈控制给风机带来的回调滞后特性，调整电压反馈控制积分环节的比例系数和无功补偿配置，计算电压控制效果并优化所述比例系数，得到电压反馈控制优化方案；
所述判断模块，用于计算所述电压反馈控制优化方案在典型运行方式中每种运行方式的适应性，并判断所述适应性是否达到预设的效果，若否，则重新调整反馈控制积分环节的比例系数和无功补偿配置，若是，则将所述电压反馈控制优化方案作为电压优化控制方案。
进一步地，所述电压稳定裕度指标包括：负荷母线有功裕度、区域有功储备系数、最低单母线有功储备系数、枢纽母线无功裕度和枢纽母线无功电压灵敏度。
进一步地，所述电出力快速大幅度波动设置为发电出力从0出力到100％出力的周期性变化，变化周期根据系统实际情况设置；
所述负荷快速大幅度波动设置为负荷按照电网负荷最大变化率周期性变化，变化周期根据系统实际情况设置；
所述电网元件N－2短路故障包括：双回线路三相永久性故障N－2、主变N－2故障和直流双极闭锁故障。
本发明还提供一种计算机终端设备，包括：一个或多个处理器；存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一项所述的双馈风机电压反馈控制优化方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的双馈风机电压反馈控制优化方法。
本发明实施例一种双馈风机电压反馈控制优化方法及装置与现有技术相比，其有益效果在于：
1、本发明提供的双馈风机电压反馈控制优化方法只需调整反馈控制积分比例系数和无功补偿配置，即可大幅度降低新能源脱网威胁，能够解决上述方法中造价高、实施难度大、已有电站扩建困难等缺点。
2、本发明提供的双馈风机电压反馈控制优化方法具有通用性强、适应性强、考虑因素全面、方案合理、建设速度快、能够随电源和电网结构发展进行调整等优点，能够用于具体指导电网规划和运行，具有较高的实用价值和良好的市场前景。
附图说明
图1为本发明某一实施例提供的一种双馈风机电压反馈控制优化方法的流程示意图；
图2为本发明某一实施例提供的P－V曲线示意图；
图3为本发明某一实施例提供的V－Q曲线示意图；
图4为本发明某一实施例提供的双馈风机无功控制系统模型结构示意图；
图5为本发明某一实施例提供的双馈风机无并网测试系统模型结构示意图；
图6为本发明某一实施例提供的一种双馈风机电压反馈控制优化装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
本发明第一实施例：
如图1－图5所示，本发明实施例的一种双馈风机电压反馈控制优化方法，至少包括如下步骤：
S101、获取电网的典型运行方式，并根据所述典型运行方式，建立电网仿真数据模型，其中，所述典型运行方式包括：大负荷方式、腰负荷方式和小负荷方式；
具体地，利用PSD－BPA软件建立对应研究水平年典型方式的电网仿真数据模型，包括大负荷方式、腰负荷方式和小负荷方式。其中大方式和腰方式中安排新能源大发，小方式中根据电网自身新能源和负荷特点安排新能源出力，比如小负荷通常出现在凌晨，风电多的电网可以大发，不安排光伏出力，储能装置根据需要安排出力。
S102、计算所述典型运行方式中每种运行方式的电压稳定裕度指标，选取电压裕度指标最小的运行方式；并根据电压裕度指标最小的运行方式和所述电网仿真数据模型，分析得出电网波动和故障对新能源并网点的电压变化；其中，所述电网波动和故障包括：电出力快速大幅度波动、负荷快速大幅度波动和电网元件N－2短路故障。
具体地，首先分别计算各方式的电压稳定裕度指标，选择电压稳定裕度最小的运行方式作为研究对象，然后基于所选择研究方式，在新能源集中接入区域，扫描发电出力快速大幅度波动、负荷快速大幅度波动、电网元件N－2短路故障对新能源的影响，校核是否存在新能源脱网威胁。
需要说明的是，选择电压稳定裕度最小的运行方式作为研究对象。常用的电压稳定裕度指标包括：负荷母线有功裕度△PL、区域有功储备系数(也称有功裕度系数)Kpa、最低单母线有功储备系数Kpn、枢纽母线无功裕度△QB、枢纽母线无功电压灵敏度dQ/dV。这些指标综合表达了该方式的电压稳定水平，其中裕度指标表示系统当前运行点到电压崩溃点距离，有功储备系数表示这种距离的相对大小，灵敏度指标表示系统当前运行点到电压崩溃点的接近速度，无功电压灵敏度反应单个枢纽母线的电压健康水平，正常运行的方式中如出现无功电压灵敏度特别小的节点，则必须采取电压调整措施，以使得该方式满足静态电压稳定计算的要求。主要评价指标和相应单位如下：
有功裕度：p.u.(功率基值：100MVA)；
无功裕度：p.u.(功率基值：100MVA)；
有功储备系数：％；
无功电压灵敏度：MVar/kV；
具体地，在实际仿真中，通常用P－V曲线和Q－V曲线方法来获得功率裕度。上述指标的计算方法如下：
负荷母线有功裕度△PL定义为：△PL＝Pmax－P0，这里Pmax是该负荷母线能够正常运行的最大功率，P0是该负荷母线的初始功率。
P－V曲线可描述在负荷缓慢增长或断面潮流变化过程中系统内的电压变化情况，能够近似模拟过渡过程中非线性影响因素。P－V曲线分析方法中，对负荷特性通常采用静态模型(恒定功率、恒定电流和恒定阻抗按照一定比例进行组合)进行模拟。恒定功率型负荷近似考虑了配电网络的电压调节特性，因此在采用P－V曲线分析方法时，推荐采用恒定功率负荷模型。如果进一步考虑更为详细的负荷模型，需要建立低压负荷侧的变压器的模型。一个完整的P－V曲线(如图2所示)可以由两种方法生成：一种是不断增加所研究区域的负荷和外部电力；另一种是不断增加指定断面的潮流。
P－V曲线最右侧的拐点对应的功率即为最大有功承受能力。最大有功承受能力与当前运行功率P0之差即为有功裕度。电力系统发生故障后，有功裕度一般会有所降低。
区域有功储备系数和单母线有功储备系数定义为：＊100％，这里Pmax是该区域能够正常运行的最大功率，P0是该区域的初始功率。
枢纽母线无功裕度△Q定义为：△QB＝Qmax－Q0，这里Qmax是该区域能够正常运行的最大无功功率，Q0是该区域的初始无功功率。
如果一个地区系统中没有足够的或有效的电压控制设备维持系统在正常或突发性事故后的电压水平，可能会导致该地区的电压崩溃。除了应该具有足够的电压控制设备以维持系统电压的运行可靠性，还需要系统具有足够裕度以适应运行条件的变化。V－Q曲线可以通过一系列潮流计算结果得到：在某节点上设有虚拟的同步调相机，该节点可以转化成没有无功限制的“PV节点”，基于同步调相机电压的各个设定值进行潮流计算，可画出调相机的无功输出与预定电压的关系曲线，即V-Q曲线，如图3所示。
V－Q曲线的底部满足dQ/dV＝0，是电压稳定的极限点(电压崩溃点)；右侧dQ/dV＞0，是电压稳定区域；左侧dQ/dV＜0，是不稳定区域；运行点到底部的距离为无功功率裕度；曲线斜率是节点的无功电压灵敏度，dQ/dV越大，单位无功变化对应的电压变化越小，也就是灵敏度越小，节点的电压稳定性越好；底部的无功值为最小的无功需求。
需要说明的是，在新能源集中接入区域，扫描发电出力快速大幅度波动、负荷快速大幅度波动、电网元件N－2短路故障对新能源的影响，校核是否存在新能源脱网的威胁。发电出力快速大幅度波动设置为发电出力从0出力到100％出力的周期性变化，变化周期根据系统实际情况设置；负荷快速大幅度波动设置为负荷按照电网负荷最大变化率周期性变化，变化周期根据系统实际情况设置；电网元件N－2短路故障包括双回线路三相永久性故障N－2、主变N－2、直流双极闭锁等。
S103、根据所述电压变化，分别计算电压反馈控制方案和普通的无功补偿方案所需要的措施和效果；
具体地，根据所述电压变化，对比并计算电压反馈控制方案和普通的无功补偿方案所需要的措施量和效果。
S104、根据电压反馈控制给风机带来的回调滞后特性，调整电压反馈控制积分环节的比例系数和无功补偿配置，计算电压控制效果并优化所述比例系数，得到电压反馈控制优化方案；
具体地，针对电压反馈控制给风机带来的“回调滞后”特性，调整电压反馈控制积分环节的比例系数和无功补偿配置，计算电压控制效果并优化该比例系数，得到电压反馈控制优化方案；
S105、计算所述电压反馈控制优化方案在典型运行方式中每种运行方式的适应性，并判断所述适应性是否达到预设的效果，若否，则重新调整反馈控制积分环节的比例系数和无功补偿配置，若是，则将所述电压反馈控制优化方案作为电压优化控制方案。
具体地，计算电压反馈控制优化方案在其他运行方式中的适应性，如果该反馈控制优化方案在其他运行方式中效果不理想，不能消除新能源脱网威胁，则继续调整反馈控制积分比例系数和无功补偿配置，直至消除典型方式中的新能源脱网威胁。
需要说明的是，在本步骤中，建立了双馈风机电压无功反馈控制模型。双馈风机电压无功反馈控制系统模型，如图4所示。
DFIG无功功率控制模型的核心是三个对应于不同控制模式的选择标志位：
1)风机的控制模式分为由风电场统一控制或本地自主控制两种模式，可以通过将标志位FV分别设置为0和1来实现。
2)当风机处于本地控制模式，可以进一步分为定功率因数与定无功功率两种控制模式，其对应的参考值已在图中标出，分别为φgref与Qgref，这两种不同的控制方式对应于标志位FQ的设置分别为0和1。
3)当风机处于风电场控制模式，可以进一步设置是否引入电压反馈控制环节。风电场控制模式下，远端被调控母线电压Ureg与其设定值Uref间的偏差Uerr，依次经限幅、在线风机比例系数fN、比例积分调节器和一阶惯性等环节后，输出无功指令Qcmd。Qcmd与风机无功Qg间的偏差，经无功积分器后生成机端电压参考值Utref。若标识FE为1，则Utref即为风机等值电势E”qcmd。当交流扰动导致Ut跌落时，由于KQi取值较小，E”qcmd调节缓慢，因此E”qcmd与Ut间的电压差可使风机向交流电网输出无功。若标识FE为0，即引入电压反馈控制环节，则Utref与机端电压Ut间的偏差将进一步作用于电压积分器，输出E”qcmd。Utref与机端电压Ut间的偏差将进一步作用于电压积分器，输出E”qcmd。为了快速恢复电压，KUi通常远大于KQi，因此当Ut跌落时，电压积分器在正偏差信号输入下，可快速增大E”qcmd，对应风机可更快输出无功功率，为交流电网提供暂态电压支撑，无功积分器则缓慢调节参考值Utref，使风机稳态无功到达指令值Qcmd。无功下垂控制逻辑用于改善多台风机同时控制同一母线电压时的协调性。
电压反馈控制能够加快风机无功功率的调节速度，但是给风机带来“回调滞后”特性，可能导致短路故障后风机内电势和机端电压偏高，使风机面临高电压脱网威胁。减小电压反馈控制环节的比例积分系数KUi和调整无功补偿配置，以降低风机暂态内电势，同时维持机端电压。计算并调整该比例积分系数和无功补偿配置以获得优化效果，直至消除该方式中的电压问题。
在本发明的某一个实施例中，所述电压稳定裕度指标包括：负荷母线有功裕度、区域有功储备系数、最低单母线有功储备系数、枢纽母线无功裕度和枢纽母线无功电压灵敏度。
在本发明的某一个实施例中，所述电出力快速大幅度波动设置为发电出力从0出力到100％出力的周期性变化，变化周期根据系统实际情况设置。
在本发明的某一个实施例中，所述负荷快速大幅度波动设置为负荷按照电网负荷最大变化率周期性变化，变化周期根据系统实际情况设置。
在本发明的某一个实施例中，所述电网元件N－2短路故障包括：双回线路三相永久性故障N－2、主变N－2故障和直流双极闭锁故障。
为了更好的理解本发明，可以由以下具体事例进行理解：
A、以某实际电网为研究对象，建立2021年冬季典型大方式、小方式和腰方式，其中大方式中新能源按50％出力大发，腰方式出力40％，小方式出力30％，小方式中光伏出力为0。2021年冬大方式中，发电出力58133MW，其中风电出力10360MW，光伏出力1520MW，旋备1110MW，全网负荷总计39350MW；联络线情况：两个交流外送通道功率分别是1710MW和1596MW；两个直流外送通道分别是6500MW和8000MW。腰方式负荷为大方式的0.85倍，小方式负荷为大方式的0.7倍，旋备容量均与大方式相同。
B、针对该电网2021年冬大方式、小方式和腰方式计算静态电压稳定指标。
各方式的静态电压稳定指标如下表所示。由表中结果可见，电压稳定裕度最小的运行方式是冬大方式，因此选择冬大方式进行研究。
表1某电网静态电压稳定指标计算结果
Figure BDA0003001073300000111
C、基于冬大方式，在新能源集中接入区域，扫描发电出力快速大幅度波动、负荷快速大幅度波动、电网元件N－2短路故障对新能源的影响。风电场附近负荷均小于风电场出力，因此负荷波动的影响一般小于风电场出力波动的影响。考虑最大风电场1秒全停的最大波动速率，计算表明，由于该电网调峰和调压能力较强，风电出力按照最大速率300MW/s波动时，其他风机仍然能够正常运行。部分线路N－2故障后，一些风电场发生低压脱网，如果投入电压反馈控制功能，又有一些风电场发生高压脱网。以某线路N－2故障为例，LJM风电场最先发生脱网。该风电场内部全部为双馈风机，功率1.5MW，共计185台，通过0.69/35kV和35/220kV两级升压变压器和双回60km的220kV汇集线接入交流系统。Pg、Qg为风电场的输出功率，Pl、Ql为风电汇集站的并网功率，Ug、Us分别为风机出口和交流汇集站处的电压。
D、针对该故障对风电场并网点高压侧电压的变化，分别分析电压反馈控制方案和普通的无功补偿方案所需要的措施和效果。针对电压反馈控制给风机带来的“回调滞后”特性，调整电压反馈控制积分环节的比例系数和动态无功补偿配置，减小积分比例系数以缓和滞后特性，增加动态无功补偿以提高电压水平，计算电压控制效果并优化该比例系数，结果如下表2。
表2某风电汇集站220kV母线电压控制措施计算结果
Figure BDA0003001073300000121
E、计算电压反馈控制优化方案在腰方式和小方式中的适应性，计算表明，KUi＝25的反馈控制优化方案在腰方式和小方式中的效果较好，新能源没有出现低压或高压脱网。
F、几种方案的成本比较
几种方案的成本比较如下表3所示，其中动态无功容量造价按3万元/兆乏考虑。
表3电压反馈控制优化前后对比
Figure BDA0003001073300000122
Figure BDA0003001073300000131
可见原方案由于既无补偿又无反馈控制，导致并网点高压侧电压难以满足运行要求；完全依赖动态无功补偿的方案造价较高，通用的电压反馈控制方案对无功补偿的需求较少，但是电压恢复过程中电压偏高；优化方案能够通过在无功补偿和电压反馈控制之间协调取得优化效果，造价也明显降低。
本发明的方法能够一定程度解决大规模新能源电站电压控制难、输电线路利用率低、动态无功补偿要求高造价高、新能源发电利用率低等问题，具有通用性强、适应性强、考虑因素全面、方案合理、建设速度快、能够随电源和电网结构发展而调整等优点，帮助电网提高新能源消纳能力，促进节能减排。
本发明实施例的一种双馈风机电压反馈控制优化方法与现有技术相比，其有益效果在于：
1、本发明提供的双馈风机电压反馈控制优化方法只需调整反馈控制积分比例系数和无功补偿配置，即可大幅度降低新能源脱网威胁，能够解决上述方法中造价高、实施难度大、已有电站扩建困难等缺点。
2、本发明提供的双馈风机电压反馈控制优化方法具有通用性强、适应性强、考虑因素全面、方案合理、建设速度快、能够随电源和电网结构发展进行调整等优点，能够用于具体指导电网规划和运行，具有较高的实用价值和良好的市场前景。
本发明第二实施例：
如图2，所示，本发明实施例提供的一种双馈风机电压反馈控制优化装置200，包括：构建模块201、计算模块202、分析模块203、处理模块204和判断模块205，其中，
所述构建模块201，用于获取电网的典型运行方式，并根据所述典型运行方式，建立电网仿真数据模型，其中，所述典型运行方式包括：大负荷方式、腰负荷方式和小负荷方式；
所述计算模块202，用于计算所述典型运行方式中每种运行方式的电压稳定裕度指标，选取电压裕度指标最小的运行方式；并根据电压裕度指标最小的运行方式和所述电网仿真数据模型，分析得出电网波动和故障对新能源并网点的电压变化；其中，所述电网波动和故障包括：电出力快速大幅度波动、负荷快速大幅度波动和电网元件N－2短路故障；
所述分析模块203，用于根据所述电压变化，分别计算电压反馈控制方案和普通的无功补偿方案所需要的措施和效果；
所述处理模块204，用于根据电压反馈控制给风机带来的回调滞后特性，调整电压反馈控制积分环节的比例系数和无功补偿配置，计算电压控制效果并优化所述比例系数，得到电压反馈控制优化方案；
所述判断模块205，用于计算所述电压反馈控制优化方案在典型运行方式中每种运行方式的适应性，并判断所述适应性是否达到预设的效果，若否，则重新调整反馈控制积分环节的比例系数和无功补偿配置，若是，则将所述电压反馈控制优化方案作为电压优化控制方案。
在本发明的某一个实施例中，所述电压稳定裕度指标包括：负荷母线有功裕度、区域有功储备系数、最低单母线有功储备系数、枢纽母线无功裕度和枢纽母线无功电压灵敏度。
在本发明的某一个实施例中，所述电出力快速大幅度波动设置为发电出力从0出力到100％出力的周期性变化，变化周期根据系统实际情况设置；所述负荷快速大幅度波动设置为负荷按照电网负荷最大变化率周期性变化，变化周期根据系统实际情况设置；所述电网元件N－2短路故障包括：双回线路三相永久性故障N－2、主变N－2故障和直流双极闭锁故障。
本发明实施例的一种双馈风机电压反馈控制优化装置与现有技术相比，其有益效果在于：
1、本发明提供的双馈风机电压反馈控制优化装置只需调整反馈控制积分比例系数和无功补偿配置，即可大幅度降低新能源脱网威胁，能够解决上述方法中造价高、实施难度大、已有电站扩建困难等缺点。
2、本发明提供的双馈风机电压反馈控制优化装置具有通用性强、适应性强、考虑因素全面、方案合理、建设速度快、能够随电源和电网结构发展进行调整等优点，能够用于具体指导电网规划和运行，具有较高的实用价值和良好的市场前景。
本发明第三实施例：
本发明实施例还提供一种计算机终端设备，包括：一个或多个处理器；
存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一项所述双馈风机电压反馈控制优化方法。
需要说明的是，所述处理器可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field－ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以是微处理器，或者所述处理器也可以是任何常规的处理器，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接所述终端设备的各个部分。
所述存储器主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等，数据存储区可存储相关数据等。此外，所述存储器可以是高速随机存取存储器，还可以是非易失性存储器，例如插接式硬盘，智能存储卡(SmartMediaCard，SMC)、安全数字(SecureDigital，SD)卡和闪存卡(FlashCard)等，或所述存储器也可以是其他易失性固态存储器件。
需要说明的是，上述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解，上述终端设备仅仅是示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
本发明第四实施例：
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的双馈风机电压反馈控制优化方法。
需要说明的是，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元(如计算机程序、计算机程序)，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双馈风机电压反馈控制优化方法，其特征在于，包括：
获取电网的典型运行方式，并根据所述典型运行方式，建立电网仿真数据模型，其中，所述典型运行方式包括：大负荷方式、腰负荷方式和小负荷方式，大负荷方式和腰负荷方式中安排新能源大发，小负荷方式中根据电网自身新能源和负荷特点安排新能源出力；
计算所述典型运行方式中每种运行方式的电压稳定裕度指标，选取电压裕度指标最小的运行方式；并根据电压裕度指标最小的运行方式和所述电网仿真数据模型，分析得出电网波动和故障对新能源并网点的电压变化；其中，所述电网波动和故障包括：电出力快速大幅度波动、负荷快速大幅度波动和电网元件N－2短路故障；所述电压稳定裕度指标包括：负荷母线有功裕度、区域有功储备系数、最低单母线有功储备系数、枢纽母线无功裕度和枢纽母线无功电压灵敏度；
根据所述电压变化，分别计算电压反馈控制方案和普通的无功补偿方案所需要的措施和效果；
根据电压反馈控制给风机带来的回调滞后特性，调整电压反馈控制积分环节的比例系数和无功补偿配置，计算电压控制效果并优化所述比例系数，得到电压反馈控制优化方案；
计算所述电压反馈控制优化方案在典型运行方式中每种运行方式的适应性，并判断所述适应性是否达到预设的效果，若否，则重新调整反馈控制积分环节的比例系数和无功补偿配置，若是，则将所述电压反馈控制优化方案作为双馈风机电压反馈控制优化方案。
2.根据权利要求1所述的双馈风机电压反馈控制优化方法，其特征在于，所述电出力快速大幅度波动设置为发电出力从0出力到100％出力的周期性变化，变化周期根据系统实际情况设置。
3.根据权利要求1所述的双馈风机电压反馈控制优化方法，其特征在于，所述负荷快速大幅度波动设置为负荷按照电网负荷最大变化率周期性变化，变化周期根据系统实际情况设置。
4.根据权利要求1所述的双馈风机电压反馈控制优化方法，其特征在于，所述电网元件N－2短路故障包括：双回线路三相永久性故障N－2、主变N－2故障和直流双极闭锁故障。
5.一种双馈风机电压反馈控制优化装置，其特征在于，包括：构建模块、计算模块、分析模块、处理模块和判断模块，其中，
所述构建模块，用于获取电网的典型运行方式，并根据所述典型运行方式，建立电网仿真数据模型，其中，所述典型运行方式包括：大负荷方式、腰负荷方式和小负荷方式，大负荷方式和腰负荷方式中安排新能源大发，小负荷方式中根据电网自身新能源和负荷特点安排新能源出力；
所述计算模块，用于计算所述典型运行方式中每种运行方式的电压稳定裕度指标，选取电压裕度指标最小的运行方式；并根据电压裕度指标最小的运行方式和所述电网仿真数据模型，分析得出电网波动和故障对新能源并网点的电压变化；其中，所述电网波动和故障包括：电出力快速大幅度波动、负荷快速大幅度波动和电网元件N－2短路故障；所述电压稳定裕度指标包括：负荷母线有功裕度、区域有功储备系数、最低单母线有功储备系数、枢纽母线无功裕度和枢纽母线无功电压灵敏度；
所述分析模块，用于根据所述电压变化，分别计算电压反馈控制方案和普通的无功补偿方案所需要的措施和效果；
所述处理模块，用于根据电压反馈控制给风机带来的回调滞后特性，调整电压反馈控制积分环节的比例系数和无功补偿配置，计算电压控制效果并优化所述比例系数，得到电压反馈控制优化方案；
所述判断模块，用于计算所述电压反馈控制优化方案在典型运行方式中每种运行方式的适应性，并判断所述适应性是否达到预设的效果，若否，则重新调整反馈控制积分环节的比例系数和无功补偿配置，若是，则将所述电压反馈控制优化方案作为电压优化控制方案。
6.根据权利要求5所述的双馈风机电压反馈控制优化装置，其特征在于，所述电出力快速大幅度波动设置为发电出力从0出力到100％出力的周期性变化，变化周期根据系统实际情况设置；
所述负荷快速大幅度波动设置为负荷按照电网负荷最大变化率周期性变化，变化周期根据系统实际情况设置；
所述电网元件N－2短路故障包括：双回线路三相永久性故障N－2、主变N－2故障和直流双极闭锁故障。
7.一种计算机终端设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至4任一项所述双馈风机电压反馈控制优化方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述双馈风机电压反馈控制优化方法。
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