一种风电系统无功补偿装置动作序列确定方法
【专利摘要】本发明提出了一种风电系统无功补偿装置动作序列确定方法，首先制定并获取无功补偿装置属性评价指标，对模糊指标进行模糊处理，选择不同的决策目标，构造模糊互逆矩阵并确定评价指标模糊权重，最终通过模糊决策方法得到风电系统无功补偿装置动作序列。该方法妥善处理了无功补偿装置中各个指标的合理表述问题，使得排序结果可以更加真实准确地反应实际情况。而且该算法简单并具有较强操作性，计算时间短，可以为后续的控制策略提供有力支撑。
【专利说明】—种风电系统无功补偿装置动作序列确定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于风电系统内无功补偿装置动作序列的确定方法，属于无功补偿装置控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]大规模风电系统的接入给电网的调度和安全稳定运行带来巨大压力和新的挑战，其中无功电压问题尤为突出。由于我国风电建设多位大规模集中开发模式，大量风电有功功率的外送需要一定的无功支撑。
[0003]我国有关风电并网的诸多标准，如Q/GDW392— 2009《风电场接入电网技术规定》、GB/T19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》和《风电场无功配置及电压控制技术规定》等均要求风电场能够参与无功电压控制，并且具备一定容量的无功补偿装置。
[0004]风电系统能够发出无功的设备较多，有变速恒频风电机组、静止无功补偿器(Static Var Compensator, SVC)、静止同步补偿器(Static SynchronousCompensator, STATC0M)、有载调压变压器、固定可投切电容等。这些设备具备不同的动态响应特性。现有针对于无功补偿装置的控制策略为:单体无功补偿装置接收就地电气信息并根据预定控制方案进行动作。虽然此控制策略简单易行，但是当系统发生特殊状况时，如短路故障、电压大幅跌落等，各类无功补偿装置的无序调节和动作将给系统带来很大隐患，甚至导致故障范围扩大。2011年发生的多起大规模风电机组脱网事故很大程度就是无功补偿装置的无序调节与动作导致的。因此，需要提出针对包含风电的电力网络中各类无功补偿装置的协调统一的控制策略。而该控制策略最重要的就是确定无功补偿装置的动作序列。
【发明内容】
[0005]技术问题:本发明提供一种风电系统对无功补偿装置统一控制提供支撑的风电系统无功补偿装置动作序列确定方法。
[0006]技术方案:本发明的风电系统无功补偿装置动作序列确定方法，包括如下步骤:
[0007]( I)制定并获取无功补偿装置的属性评价指标，该评价指标包括:响应系统指令所需时间T、响应程度R和运行成本M，响应程度和运行成本为模糊指标；
[0008]制定并获取无功补偿装置的运行状态评价指标，该评价指标包括:对电压控制节点的电压无功灵敏度E和调节裕度Q ；
[0009](2)对步骤(I)中的各模糊指标分别用三角模糊数进行表示；
[0010](3)根据风电系统不同运行状态判断是否需要确定无功补偿装置的动作序列，如是则进一步判断采用何种决策目标，否则进入步骤(6)，所述决策目标包括:正常决策、紧急切除决策和紧急投入决策；
[0011](4)根据步骤(3)所确定的决策目标中评价指标之间的相对重要程度，构造模糊互逆矩阵，并确定评价指标模糊权重；
[0012](5)根据所述步骤(2)得到的各模糊指标的三角模糊数，以及步骤(4)得到的评价指标模糊权重，采用模糊决策方法评价各无功补偿装置并确定动作序列；
[0013](6)结束本方法流程。
[0014]本发明方法的步骤(1)中，无功补偿装置的响应系统指令所需时间T由装置生产厂家的测试报告获得；响应程度为由现场实际运行情况得到的模糊指标，用差、较差、一般、较好、好来评价；运行成本为由现场实际运行情况得到的模糊指标，用高、较高、一般、较低、低来评价；网络拓扑和运行状态实时通过电力系统在线分析软件计算确定电压无功灵敏度；调节裕度由无功补偿装置容量减去当前发出无功功率确定。
[0015]本发明方法的步骤(2)中，对于响应程度指标，差、较差、一般、较好、好评价的三角模糊数分别为(0.0,0.1,0.2)、(0.2,0.3,0.4)、(0.4,0.5,0.6)、(0.6,0.7,0.8)、(0.8，0.9,1.0);对于运行成本指标，高、较高、一般、较低、低评价的三角模糊数分别为(0.0，0.1，0.2)、(0.2,0.3,0.4)、(0.4,0.5,0.6)、(0.6,0.7,0.8)、(0.8,0.9，1.0)。
[0016]本发明方法的步骤(3)的具体流程为:
[0017]31)当无功补偿装置并网时，若无功补偿装置并网点的电压大于或等于标准电压的0.5倍，则采用正常决策，否则采用紧急切除决策；
[0018]32)当无功补偿装置不并网时，若无功补偿装置并网点的电压为标准电压的0.95~1.05倍，则采用紧急投入序列决策，否则进入步骤(6)。
[0019]本发明方法中，步骤(4)各决策目标中评价指标之间的相对重要程度为:
[0020]正常决策:电压无功灵敏度E相对于响应程度R、响应系统指令所需时间T、调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:略微重要、略微重要、略微重要和略微重要；响应程度R相对于响应系统指令所需时间T、调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:同等重要、同等重要和同等重要；响应系统指令所需时间T相对于调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:同等重要和同等重要；调节裕度Q相对于运行成本M的重要程度为:同等重要；
[0021]紧急切除决策:电压无功灵敏度E相对于响应程度R、响应系统指令所需时间T、调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:略微重要、略微重要、略微重要和重要；响应程度R相对于响应系统指令所需时间T、调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:略微重要、略微重要和重要；响应系统指令所需时间T相对于调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:略微重要和重要；调节裕度Q相对于运行成本M的重要程度为:重要；
[0022]紧急投入决策:电压无功灵敏度E相对于响应程度R、响应系统指令所需时间T、调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:略微重要、略微重要、略微重要和略微重要；响应程度R相对于响应系统指令所需时间T、调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:略微重要、略微重要和略微重要；响应系统指令所需时间T相对于调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:略微重要和略微重要；调节裕度Q相对于运行成本M的重要程度为:同等重要。
[0023]本发明方法的步骤(4)中构造模糊互逆矩阵的方法为:
[0024]首先按照如下方式确定任意两个评价指标之间的相对重要程度:当评价指标i的重要程度等于或大于评价指标」的重要程度时
【权利要求】
1.一种风电系统无功补偿装置动作序列确定方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: (1)制定并获取无功补偿装置的属性评价指标，该评价指标包括:响应系统指令所需时间T、响应程度R和运行成本M，响应程度和运行成本为模糊指标； 制定并获取无功补偿装置的运行状态评价指标，该评价指标包括:对电压控制节点的电压无功灵敏度E和调节裕度Q ； (2)对步骤(1)中的各模糊指标分别用三角模糊数进行表示； (3)根据风电系统不同运行状态判断是否需要确定无功补偿装置的动作序列，如是则进一步判断采用何种决策目标，否则进入步骤(6)，所述决策目标包括:正常决策、紧急切除决策和紧急投入决策； (4)根据步骤(3)所确定的决策目标中评价指标之间的相对重要程度，构造模糊互逆矩阵，并确定评价指标模糊权重； (5)根据所述步骤(2)得到的各模糊指标的三角模糊数，以及步骤(4)得到的评价指标模糊权重，采用模糊决策方法评价各无功补偿装置并确定动作序列； (6)结束本方法流程。
2.根据权利要求1所述的风电系统无功补偿装置动作序列确定方法，其特征在于，所述步骤(1)中，无功补偿装置的响应系统指令所需时间T由装置生产厂家的测试报告获得；响应程度为由现场实际运行情况得到的模糊指标，用差、较差、一般、较好、好来评价；运行成本为由现场实际运行情况得到的模糊指标，用高、较高、一般、较低、低来评价；网络拓扑和运行状态实时通过电力系统在线分析软件计算确定电压无功灵敏度；调节裕度由无功补偿装置容量减去当前发出无功功率确定。
3.根据权利要求1所述的风电系统无功补偿装置动作序列确定方法，其特征在于，所述步骤(2)中，对于响应程度指标，差、较差、一般、较好、好评价的三角模糊数分别为(0.0，`0.1,0.2)、(0.2,0.3,0.4)、(0.4,0.5,0.6)、(0.6,0.7,0.8)、(0.8,0.9，1.0);对于运行成本指标，高、较高、一般、较低、低评价的三角模糊数分别为(0.0，0.1，0.2)、(0.2，0.3，0.4)、(0.4,0.5,0.6)、(0.6,0.7,0.8)、(0.8,0.9，1.0)。
4.根据权利要求1、2或3所述的风电系统无功补偿装置动作序列确定方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体流程为: 31)当无功补偿装置并网时，若无功补偿装置并网点的电压大于或等于标准电压的0.5倍，则采用正常决策，否则采用紧急切除决策； 32)当无功补偿装置不并网时，若无功补偿装置并网点的电压为标准电压的0.95~`1.05倍，则采用紧急投入序列决策，否则进入步骤(6)。
5.根据权利要求1、2或3所述的风电系统无功补偿装置动作序列确定方法，其特征在于，所述步骤(4)各决策目标中评价指标之间的相对重要程度为: 正常决策:电压无功灵敏度E相对于响应程度R、响应系统指令所需时间T、调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:略微重要、略微重要、略微重要和略微重要；响应程度R相对于响应系统指令所需时间T、调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:同等重要、同等重要和同等重要；响应系统指令所需时间T相对于调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:同等重要和同等重要；调节裕度Q相对于运行成本M的重要程度为:同等重要；紧急切除决策:电压无功灵敏度E相对于响应程度R、响应系统指令所需时间T、调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:略微重要、略微重要、略微重要和重要；响应程度R相对于响应系统指令所需时间T、调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:略微重要、略微重要和重要；响应系统指令所需时间T相对于调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:略微重要和重要；调节裕度Q相对于运行成本M的重要程度为:重要； 紧急投入决策:电压无功灵敏度E相对于响应程度R、响应系统指令所需时间T、调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:略微重要、略微重要、略微重要和略微重要；响应程度R相对于响应系统指令所需时间T、调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:略微重要、略微重要和略微重要；响应系统指令所需时间T相对于调节裕度Q和运行成本M的重要程度分别为:略微重要和略微重要；调节裕度Q相对于运行成本M的重要程度为:同等重要。
6.根据权利要求1、2或3所述的风电系统无功补偿装置动作序列确定方法，其特征在于，所述步骤(4)中构造模糊互逆矩阵的方法为: 首先按照如下方式确定任意两个评价指标之间的相对重要程度:当评价指标i的重要程度等于或大于评价指标j的重要程度时
7.根据权利要求1、2或3所述的风电系统无功补偿装置动作序列确定方法，其特征在于，所述步骤(5)中的模糊决策方法为以模糊理想解、模糊负理想解为参照基准建立的模糊折衷型决策方法。`
【文档编号】G06Q50/06GK103489137SQ201310486058
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】汤奕, 王 琦, 李峰 申请人:东南大学