調(diào) 節(jié)范圍的約束條件。
[0115] 電網(wǎng)中運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)無(wú)功輸出功率主要受到定子繞組溫升約束、勵(lì)磁繞組溫 升約束和靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行極限約束，綜合考慮上述約束條件得到同步發(fā)電機(jī)無(wú)功輸出功率 上、下限值分別為：
[0118] 式中：Ue為發(fā)電機(jī)端電壓（在計(jì)算中可取為本電壓等級(jí)的1.05倍額定電壓）；X d 為發(fā)電機(jī)直軸電抗；Eqniax為最大空載電勢(shì)；Pti為發(fā)電機(jī)有功輸出功率；ITx為定子電流最大 值；δ_為功角最大值。
[0119] 在風(fēng)電場(chǎng)典型場(chǎng)景i下，根據(jù)有功優(yōu)化調(diào)度結(jié)果得到τ時(shí)段同步發(fā)電機(jī)r的有功 $力，艮白勺PQ。寸I日寸胃白勺胃豐幾@胃^亍1十胃，胃$ 如表3所不的表格：
[0120] 表3典型場(chǎng)景各時(shí)段同步發(fā)電機(jī)無(wú)功調(diào)節(jié)容量計(jì)算結(jié)果
[0121]
[0123] 四、建立考慮風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功調(diào)節(jié)能力和同步發(fā)電機(jī)AVR調(diào)節(jié)作用的無(wú)功優(yōu)化模型
[0124] 通過(guò)前三個(gè)步驟計(jì)算得到風(fēng)電場(chǎng)典型場(chǎng)景集和雙饋型機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)、同步發(fā)電機(jī)在 每個(gè)場(chǎng)景下各時(shí)段的無(wú)功調(diào)節(jié)容量。在此基礎(chǔ)上，本步驟建立考慮風(fēng)電場(chǎng)的系統(tǒng)無(wú)功優(yōu)化 模型，并給出無(wú)功優(yōu)化模型的約束條件。
[0125] 1、目標(biāo)函數(shù)
[0126] 無(wú)功優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)取為：
[0128] 式中：Eplciss為各典型場(chǎng)景下所有時(shí)段的系統(tǒng)網(wǎng)損期望值；m為場(chǎng)景數(shù)；'為第i 個(gè)場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的概率；T為一個(gè)周期內(nèi)的時(shí)段數(shù)； 為場(chǎng)景i下第τ個(gè)時(shí)段的網(wǎng)損。
[0129] 2、約束條件
[0130] 模型的約束條件主要包括：
[0131] (1)所有場(chǎng)景下各時(shí)段系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的有功和無(wú)功功率平衡方程：
[0136] (3)各時(shí)段雙饋型機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功出力滿足所有場(chǎng)景下的無(wú)功調(diào)節(jié)范圍約束：
[0138] (4)各時(shí)段同步發(fā)電機(jī)無(wú)功出力滿足所有場(chǎng)景下的無(wú)功調(diào)節(jié)范圍約束：
[0140] (5)所有場(chǎng)景下各時(shí)段同步發(fā)電機(jī)AVR無(wú)功調(diào)節(jié)特性約束：
[0145] 式中：上標(biāo)& τ)表示第i個(gè)場(chǎng)景時(shí)段τ各變量的取值情況。N為系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)， S為雙饋型機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)的個(gè)數(shù)，R為同步發(fā)電機(jī)個(gè)數(shù)，C為離散調(diào)節(jié)設(shè)備數(shù)。
為 所有注入節(jié)點(diǎn)j的有功、無(wú)功功率之和：
為節(jié)點(diǎn)j的電壓及其上、下限值；
分別為第s個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功輸出功率上、下限值；
分別 為第r臺(tái)同步發(fā)電機(jī)無(wú)功輸出功率上、下限值
表示時(shí)段τ風(fēng)電場(chǎng)s和同步發(fā) 電機(jī)r的無(wú)功出力；
為第r臺(tái)同步發(fā)電機(jī)的機(jī)端母線電壓及其基準(zhǔn)值；瓦為第 c臺(tái)離散設(shè)備調(diào)節(jié)次數(shù)限值，猶、Daill^Daiiax分別為第c臺(tái)離散設(shè)備的檔位及其上、下限值。
[0146] 本發(fā)明建立的考慮風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功優(yōu)化模型目標(biāo)函數(shù)取為各典型場(chǎng)景下所有時(shí)段 的系統(tǒng)網(wǎng)損期望最小，約束條件包含各典型場(chǎng)景下所有時(shí)段的等式和不等式運(yùn)行約束。根 據(jù)上述模型確定的優(yōu)化方案不僅能夠起到有效降低系統(tǒng)網(wǎng)損、提高電壓水平的作用，而且 對(duì)風(fēng)電的波動(dòng)特性具有較強(qiáng)的包容性，在風(fēng)速偏離預(yù)測(cè)期望值的情況下也能有效保證系統(tǒng) 運(yùn)行的安全性。
[0147] 五、基于松弛迭代的內(nèi)點(diǎn)法一遺傳算法聯(lián)合求解無(wú)功優(yōu)化模型
[0148] 互補(bǔ)約束條件使得無(wú)功優(yōu)化模型直接求解存在較大困難，本發(fā)明提出一種基于松 弛迭代的內(nèi)點(diǎn)法一遺傳算法聯(lián)合求解的策略。
[0149] 如圖2所示，本本發(fā)明求解無(wú)功優(yōu)化模型的步驟如下：
[0150] (0)在求解無(wú)功優(yōu)化模型前先輸入優(yōu)化模型參數(shù)。
[0151] (1)松弛離散變量的調(diào)節(jié)次數(shù)約束和同步發(fā)電機(jī)無(wú)功出力約束，采用非線性原對(duì) 偶內(nèi)點(diǎn)法求解優(yōu)化模型，得到同步發(fā)電機(jī)和風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功出力的初始解Ql、Q| w，計(jì)算目標(biāo) 函數(shù)初始值1.。
[0152] (2)設(shè)置外循環(huán)迭代次數(shù)和內(nèi)循環(huán)迭代次數(shù)為0,即Ioop1= 0, loop 2= 0。
[0153] (3)將同步發(fā)電機(jī)和風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功出力固定為初始解
[0154] (4)外循環(huán)迭代次數(shù)Ioop1W 1。
[0155] (5)采用遺傳算法求解僅包含離散變量的無(wú)功優(yōu)化模型，得到離散調(diào)節(jié)設(shè)備的優(yōu) 化結(jié)果
[0156] (6)離散調(diào)節(jié)設(shè)備的檔位固定為
[0157] (7)內(nèi)循環(huán)迭代次數(shù)1〇叩2加 1。
[0158] (8)采用非線性原對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法求解僅包含連續(xù)變量的無(wú)功優(yōu)化模型，得到同步發(fā) 電機(jī)和風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功輸出功率
[0159] (9)判斷
中是否有越限。若有越限，轉(zhuǎn)至步驟（10);若無(wú)越限，則結(jié) 束本次內(nèi)循環(huán)迭代，得到同步發(fā)電機(jī)和風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功出力
計(jì)算目標(biāo)函數(shù)值
轉(zhuǎn)至步驟（11)。
[0160] (10)在同步發(fā)電機(jī)無(wú)功出力到達(dá)限值的時(shí)段將其無(wú)功出力固定為限值，并松弛該 發(fā)電機(jī)的互補(bǔ)約束，轉(zhuǎn)至步驟（7)。
[0161] (11)計(jì)算兩次外循環(huán)結(jié)束后目標(biāo)函數(shù)值的差值，若滿足
則計(jì)算 結(jié)束，輸出同步發(fā)電機(jī)、風(fēng)電場(chǎng)的最優(yōu)無(wú)功出力Qgiropt、Qtkipt以及離散調(diào)節(jié)設(shè)備的最優(yōu)檔位 〇。_;若不滿足，則轉(zhuǎn)至步驟（12)。
[0162] (12)將同步發(fā)電機(jī)和風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功出力固定為
轉(zhuǎn)至步驟（4)。
[0163] 圖3為本發(fā)明求解雙饋型機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功輸出功率的流程圖。如圖3所示，本發(fā) 明求解雙饋型機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功輸出功率的具體過(guò)程如下。
[0164] (1)輸入計(jì)算數(shù)據(jù)。輸入的數(shù)據(jù)主要包括電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、同步發(fā)電機(jī)參數(shù)、離散無(wú) 功調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)、雙饋型機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)參數(shù)以及所有風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
[0165] (2)建立風(fēng)電場(chǎng)典型場(chǎng)景集。按照步驟一中所述方法，根據(jù)風(fēng)功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)建立每 個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的典型場(chǎng)景集Pg^dP系統(tǒng)所有風(fēng)電場(chǎng)的典型場(chǎng)景集組合P gw，并計(jì)算每個(gè)典型場(chǎng) 景發(fā)生的概率Piw 'σ'
[0166] (2)計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功調(diào)節(jié)容量。根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的典型場(chǎng)景集組合Pgw，按照步驟二 中所述方法計(jì)算所有典型場(chǎng)景下風(fēng)電場(chǎng)各時(shí)段的無(wú)功調(diào)節(jié)容量范圍
[0167] (3)確定各典型場(chǎng)景下同步發(fā)電機(jī)的有功出力。根據(jù)所有風(fēng)電場(chǎng)的典型場(chǎng)景集組 合Pgw，在每個(gè)典型場(chǎng)景下各時(shí)段進(jìn)行系統(tǒng)有功優(yōu)化調(diào)度計(jì)算，得到各同步發(fā)電機(jī)的有功出 力 fW)。
[0168] (4)計(jì)算同步發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)容量。根據(jù)（3)中得到的各典型場(chǎng)景下每個(gè)時(shí)段 同步發(fā)電機(jī)的有功出力，按照步驟三所述方法計(jì)算其無(wú)功調(diào)節(jié)容量（Qcwmin, Qcwmax)。
[0169] (5)建立無(wú)功優(yōu)化模型。根據(jù)步驟四中所述方法建立考慮風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功調(diào)節(jié)能力和 同步發(fā)電機(jī)AVR作用的無(wú)功優(yōu)化模型。
[0170] (6)采用基于松弛迭代的內(nèi)點(diǎn)法一遺傳算法聯(lián)合求解策略求解上述模型，得到風(fēng) 電場(chǎng)和同步發(fā)電機(jī)的最優(yōu)無(wú)功輸出功率（Q gwwc^Qtiwcipt)以及離散調(diào)節(jié)設(shè)備的最優(yōu)檔位 Dc〇pt 0
[0171] (7)輸出風(fēng)電場(chǎng)的最優(yōu)無(wú)功出力Qgwwciptt3
[0172] 本發(fā)明提出的雙饋型機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功輸出功率的確定方法主要包括五個(gè)步驟：一 是根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)有功功率預(yù)測(cè)結(jié)果建立風(fēng)電場(chǎng)有功出力的典型場(chǎng)景集，并計(jì)算各典型場(chǎng)景發(fā) 生的概率；二是計(jì)算雙饋型機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)在各典型場(chǎng)景下的有效無(wú)功調(diào)節(jié)容量；三是計(jì)算同 步發(fā)電機(jī)在各風(fēng)電場(chǎng)典型場(chǎng)景下的無(wú)功調(diào)節(jié)容量；四是根據(jù)前三個(gè)步驟的計(jì)算結(jié)果，建立 考慮雙饋型機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功調(diào)節(jié)容量以及同步發(fā)電機(jī)AVR調(diào)節(jié)作用的無(wú)功優(yōu)化模型；五是 針對(duì)模型特點(diǎn)提出基于松弛迭代的內(nèi)點(diǎn)法-遺傳算法聯(lián)合求解策略，確定風(fēng)電場(chǎng)最優(yōu)無(wú)功 輸出功率。它在有效計(jì)及風(fēng)電功率波動(dòng)特性的基礎(chǔ)上，通過(guò)利用風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功調(diào)節(jié)容量，挖 掘電網(wǎng)潛在的主動(dòng)無(wú)功調(diào)節(jié)能力，同時(shí)考慮風(fēng)電波動(dòng)引起系統(tǒng)電壓變化時(shí)同步發(fā)電機(jī)AVR 作用效果，建立了系統(tǒng)無(wú)功優(yōu)化模型并給出了基于松弛迭代的內(nèi)點(diǎn)法一遺傳算法聯(lián)合求解 的策略，提出了一種雙饋型機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功輸出功率的求解方法。本發(fā)明能夠在有效保證 系統(tǒng)運(yùn)行安全性的同時(shí)利用風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行的效果，對(duì)大規(guī)模 風(fēng)電并網(wǎng)后的電網(wǎng)運(yùn)行具有重要的指導(dǎo)作用。
[0173] 本發(fā)明具有以下特點(diǎn)：
[0174] (1)本發(fā)明在風(fēng)電場(chǎng)有效無(wú)功調(diào)節(jié)容量計(jì)算以及無(wú)功優(yōu)化模型建立中，引入場(chǎng)景 概念描述風(fēng)電功率的不確定性，使優(yōu)化結(jié)果對(duì)風(fēng)電的波動(dòng)特性具有一定的包容性和適應(yīng) 性，能夠有效保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行并獲得較好的優(yōu)化效果，達(dá)到安全性和最優(yōu)性的協(xié)調(diào)統(tǒng) 〇
[0175] (2)本發(fā)明在無(wú)功優(yōu)化模型中引入互補(bǔ)約束條件描述同步發(fā)電機(jī)AVR調(diào)節(jié)作用， 以反映風(fēng)電功率波動(dòng)引起電壓變化時(shí)同步發(fā)電機(jī)的實(shí)際響應(yīng)效果，使優(yōu)化模型更加貼近電 力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，更好的保障電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。
[0176] (3)本發(fā)