本發(fā)明涉及可再生能源利用和調(diào)度領(lǐng)域，具體地，涉及一種風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)無(wú)功電壓多目標(biāo)優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

隨著風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的逐步擴(kuò)大，其功率傳輸量逐漸增加，從而導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)有功損耗的增加，并引發(fā)電壓波動(dòng)。因此，優(yōu)化無(wú)功調(diào)節(jié)設(shè)備的無(wú)功出力，降低風(fēng)電場(chǎng)有功損耗，對(duì)于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。

我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)技術(shù)要求明確規(guī)定，風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功電源包括風(fēng)電機(jī)組及風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置：雙饋風(fēng)電機(jī)組(Doubly-Fed Induction Generator，DFIG)是重要的無(wú)功源，可利用DFIG進(jìn)行就近無(wú)功補(bǔ)償；靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置(Static Var Compensator，SVC)能夠迅速準(zhǔn)確地平抑雙饋風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的波動(dòng)，具有快速靈活的無(wú)功功率調(diào)節(jié)能力。因此，可結(jié)合雙饋風(fēng)電機(jī)組與SVC調(diào)節(jié)能力進(jìn)行更有效的風(fēng)電場(chǎng)的協(xié)調(diào)控制。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性都比較差的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)無(wú)功電壓多目標(biāo)優(yōu)化方法，以實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性的雙重目標(biāo)，在提高風(fēng)電場(chǎng)電壓穩(wěn)定性的同時(shí)，合理降低風(fēng)電場(chǎng)損耗，為風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行提供參考的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)無(wú)功電壓多目標(biāo)優(yōu)化方法，主要包括：

步驟1：根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行和控制特性，分別構(gòu)建風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性優(yōu)化目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化目標(biāo)；

步驟2：對(duì)當(dāng)前DFIG機(jī)組和SVC的無(wú)功出力進(jìn)行分析，求出風(fēng)電場(chǎng)各個(gè)目標(biāo)的期望值，并得出各目標(biāo)期望值的最大容差；

步驟3：求取各目標(biāo)的隸屬度函數(shù)值；

步驟4：將風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題和經(jīng)濟(jì)性多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，得到風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓優(yōu)化控制模型；

步驟5：對(duì)風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓優(yōu)化控制模型進(jìn)行求解，得到風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓控制最優(yōu)方案。

進(jìn)一步地，步驟1中，所述穩(wěn)定性優(yōu)化目標(biāo)包括無(wú)功源無(wú)功裕度指標(biāo)和風(fēng)電場(chǎng)電壓偏差指標(biāo)，所述經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化目標(biāo)包括風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)輸電線路的有功損耗步驟1具體包括設(shè)多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題函數(shù)為，

其中，x為決策變量；f(x)為目標(biāo)函數(shù)；X為決策向量的取值空間；h_k(x)為等式或不等式約束條件函數(shù)；

得到風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化目標(biāo)，

minF₂(Q_G,Q_SVC)＝P_loss

其中，F(xiàn)₁、F₂分別代表風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)劣，F(xiàn)₁、F₂值越小，風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性越好；λ₁、λ₂分別為無(wú)功源無(wú)功裕度指標(biāo)和風(fēng)電場(chǎng)電壓偏差指標(biāo)在目標(biāo)函數(shù)F₁中的權(quán)重系數(shù)；為風(fēng)電場(chǎng)中參與無(wú)功電壓控制的DFIG機(jī)組集合；

經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)中輸電線路的有功損耗：

其中，l為風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)輸電線路編號(hào)，l＝1,2,...m；N_l和N_G分別為線路l上和全風(fēng)電場(chǎng)中參與無(wú)功電壓控制的DFIG機(jī)組數(shù)；R_l和R_T分別為線路l和變壓器T支路的電阻；P_Gl和P_GT分別為線路l和變壓器T上流過(guò)的有功功率；Q_Gj和Q_SVC分別為參與無(wú)功調(diào)節(jié)的各臺(tái)風(fēng)電機(jī)組和SVC的實(shí)際無(wú)功輸出；U_Gl為線路l上最靠近PCC的風(fēng)電機(jī)組所接變壓器高壓側(cè)電壓；U_PCC為PCC實(shí)際電壓；

在風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)風(fēng)電機(jī)組發(fā)出有功功率一定，即P_Gl和P_GT一定的基礎(chǔ)上，優(yōu)化風(fēng)電機(jī)組和SVC的無(wú)功出力，使風(fēng)電場(chǎng)有功損耗最小，當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)電壓水平接近額定值，即U_Gl≈1，且U_PCC達(dá)到上級(jí)調(diào)度下達(dá)的電壓控制指令時(shí)，風(fēng)電機(jī)組和SVC發(fā)出無(wú)功越少，即Q_Gj和Q_SVC越小，風(fēng)電場(chǎng)有功損耗越?。?/p>

穩(wěn)定性目標(biāo)中無(wú)功源無(wú)功裕度指標(biāo)：

其中，Q_Gjmax為參與無(wú)功調(diào)節(jié)的各臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功最大輸出極限；Q_svcmax為SVC可調(diào)無(wú)功功率上限；

所述風(fēng)電場(chǎng)電壓偏差指標(biāo)，其中，U_Gj和U_Gjref分別為可控DFIG機(jī)組j的實(shí)際電壓和參考電壓，取U_Giref＝1.0pu；U_PCCref為上級(jí)調(diào)度下達(dá)的PCC電壓控制指令，為避免對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行頻繁控制，當(dāng)PCC電壓在控制偏差允許范圍內(nèi)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化，即滿足：

U_PCCref-U_PCCerr≤U_PCC≤U_PCCref+U_PCCerr

其中，U_PCCerr為PCC允許的控制誤差，取U_PCCerr＝0.001pu。

進(jìn)一步地，步驟2中，所述求出各目標(biāo)的期望值，并得出各目標(biāo)期望值的最大容差，具體包括，求出各目標(biāo)的期望值，設(shè)定各目標(biāo)可接受的最劣值f_i-，則第i個(gè)目標(biāo)的最大容差為，

進(jìn)一步地，步驟3中，所述各目標(biāo)的隸屬度函數(shù)為：

進(jìn)一步地，步驟4中，根據(jù)模糊判決原則，將多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題函數(shù)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)非線性規(guī)劃模型：

其中，分別表示各目標(biāo)隸屬函數(shù)的正、負(fù)偏差變量；w_i表示目標(biāo)權(quán)重，最小化負(fù)偏差，使模糊目標(biāo)接近期望值；

基于上述原則，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將各目標(biāo)無(wú)量綱化，使各目標(biāo)的隸屬函數(shù)值盡可能地接近于1，構(gòu)建風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓模糊決策模型為：

其中，h_k(x)為優(yōu)化控制約束條件，k∈[1,4]；對(duì)于無(wú)功源無(wú)功裕度指標(biāo)，取可接受最劣值對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)有功損耗指標(biāo)，定義可接受最劣值F₁^-為F₁^-＝max{F₁(Q_G,Q_SVC)}；

進(jìn)一步地，所述優(yōu)化控制約束條件包括潮流約束和控制變量約束，所述潮流約束為

其中，N_S為風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)總節(jié)點(diǎn)數(shù)，i,j∈N_S；P_i、Q_i分別為風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)注入的有功和無(wú)功；U_i、U_j為各節(jié)點(diǎn)的電壓幅值；G_ij、B_ij分別為節(jié)點(diǎn)i、j之間的電導(dǎo)和電納；δ_ij為節(jié)點(diǎn)i、j的電壓相角差；

所述控制變量約束考慮風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)電壓運(yùn)行在允許范圍內(nèi)，各臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)組 和SVC的無(wú)功出力不越限：

其中，U_imax、U_imin分別表示風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)i電壓運(yùn)行允許上、下限；Q_Cimax、Q_Cimin分別為各風(fēng)電機(jī)組和SVC的無(wú)功出力上下限。

進(jìn)一步地，采用粒子群算法對(duì)風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓多目標(biāo)優(yōu)化控制模型進(jìn)行求解，具體包括：

步驟51：設(shè)定粒子群算法的相關(guān)參數(shù)，包括粒子群規(guī)模N、最大迭代次數(shù)t、慣性權(quán)重系數(shù)w、加速系數(shù)c₁、c₂，粒子速度最大值V_max和最小值V_min；

步驟52：對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組和SVC進(jìn)行編號(hào)，通過(guò)隨機(jī)初始化粒子群，得到N種可行解，將初始粒子值代入潮流計(jì)算，求得每個(gè)粒子適應(yīng)度值F_i；

步驟53：計(jì)算每個(gè)粒子的歷史最優(yōu)解p_Best.i以及全局粒子歷史最優(yōu)解g_Best，其中，p_Best.i＝min(F_i^k)，g_Best＝min(p_Best.i)，k為迭代次數(shù)；

步驟54：對(duì)每個(gè)粒子進(jìn)行速度和位置更新，每次更新后，檢查速度是否超過(guò)速度最大值V_max或最小值V_min，如果超出該范圍，將速度限制為該極值，同時(shí)，檢查每個(gè)粒子的位置是否超過(guò)了約束條件，如果超過(guò)該范圍，將位置限制為該極值；

步驟55：將更新后的粒子位置代入潮流計(jì)算，計(jì)算粒子更新后的適應(yīng)值，如果粒子i的適應(yīng)值優(yōu)于此前的個(gè)體極值p_Best.i，則令令如果g優(yōu)于此前的全局歷史最優(yōu)值g_Best，則令g_Best＝g；

步驟56：若迭代次數(shù)k＞t，則停止計(jì)算，輸出與全局歷史最優(yōu)值g_Best相對(duì)應(yīng)的雙饋風(fēng)電機(jī)組和SVC無(wú)功出力解；否則返回53。

本發(fā)明各實(shí)施例的一種風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)無(wú)功電壓多目標(biāo)優(yōu)化方法，針對(duì)當(dāng)前風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行模式難以有效兼顧穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題，提出了風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性目標(biāo)。以SVC與雙饋風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功功率為控制對(duì)象，建立了風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓多目標(biāo)優(yōu)化控制模型。運(yùn)用模糊多目標(biāo)決策方法將風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓優(yōu)化轉(zhuǎn)換為一個(gè)多目標(biāo)、多約束的非線性規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行求解。能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性的雙重目標(biāo)，在提高風(fēng)電場(chǎng)電壓穩(wěn)定性的同時(shí)，合理降低風(fēng)電場(chǎng)損耗。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)無(wú)功電壓多目標(biāo)優(yōu)化方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)無(wú)功電壓多目標(biāo)優(yōu)化方法描述的粒子群算法流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)無(wú)功電壓多目標(biāo)優(yōu)化方法描述的并網(wǎng)型雙饋風(fēng)電場(chǎng)仿真結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)無(wú)功電壓多目標(biāo)優(yōu)化方法描述的優(yōu)化前后風(fēng)電場(chǎng)、雙饋風(fēng)電機(jī)組和SVC無(wú)功輸出示意圖；

圖5為為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)無(wú)功電壓多目標(biāo)優(yōu)化方法描述的不同運(yùn)行工況下DFIG機(jī)端電壓優(yōu)化結(jié)果示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

具體地如圖1所示，一種風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)無(wú)功電壓多目標(biāo)優(yōu)化方法，包括如下步驟：

S1：根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行和控制特性，分別構(gòu)建風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化目標(biāo)；

minF₂(Q_G,Q_SVC)＝P_loss

其中，F(xiàn)₁、F₂分別代表風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)劣，F(xiàn)₁、F₂值越小，風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性越好；λ₁、λ₂分別為無(wú)功源無(wú)功裕度指標(biāo)和風(fēng)電場(chǎng)電壓偏差指標(biāo)在目標(biāo)函數(shù)F₁中的權(quán)重系數(shù)；為風(fēng)電場(chǎng)中參與無(wú)功電壓控制的DFIG機(jī)組集合。

S2：通過(guò)對(duì)當(dāng)前DFIG機(jī)組和SVC的無(wú)功出力進(jìn)行分析，設(shè)定風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)的期望值，進(jìn)而求出最大容差；

S3：求取各目標(biāo)的隸屬度函數(shù)值；

對(duì)于模糊最小化目標(biāo)，各目標(biāo)的隸屬函數(shù)為

S4：將風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，得到風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓優(yōu)化控制模型；

S5：對(duì)所建模型采用粒子群算法進(jìn)行求解；

S6：得到風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓控制最優(yōu)方案。

所述S2具體是：

S201：各目標(biāo)的期望值：

S202：求得各期望值的最大容差。

各目標(biāo)可以接受的最劣值可以由決策者給出，設(shè)為f_i^-，則第i個(gè)目標(biāo)的最大容差為

所述S4具體是：

S401：根據(jù)模糊判決原則，多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題可以轉(zhuǎn)化為如下單目標(biāo)非線性規(guī)劃模型：

其中，分別表示各目標(biāo)隸屬函數(shù)的正、負(fù)偏差變量；w_i表示目標(biāo)權(quán)重。只要最小化負(fù)偏差，就可以使得模糊目標(biāo)接近期望值。

S402：

基于上述原則，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將各目標(biāo)無(wú)量綱化，使各目標(biāo)的隸屬函數(shù)值盡可能地接近于1。因此，風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓模糊決策 模型可以寫成如下的形式：

其中，h_k(x)為優(yōu)化控制約束條件，k∈[1,4]；對(duì)于無(wú)功源無(wú)功裕度指標(biāo)，取可接受最劣值對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)有功損耗指標(biāo)，定義可接受最劣值F₁-為

F₁-＝max{F₁(Q_G,Q_SVC)}

所述S1中的風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化目標(biāo)具體為：

1)經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)

風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)主要考慮風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)輸電線路的有功損耗。為降低風(fēng)電場(chǎng)有功損耗，提高風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，風(fēng)電場(chǎng)有功損耗指標(biāo)如下所示：

其中，l為風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)輸電線路編號(hào)，l＝1,2,...m；N_l和N_G分別為線路l上和全風(fēng)電場(chǎng)中參與無(wú)功電壓控制的DFIG機(jī)組數(shù)；R_l和R_T分別為線路l和變壓器T支路的電阻；P_Gl和P_GT分別為線路l和變壓器T上流過(guò)的有功功率；Q_Gj和Q_SVC分別為參與無(wú)功調(diào)節(jié)的各臺(tái)風(fēng)電機(jī)組和SVC的實(shí)際無(wú)功輸出；U_Gl為線路l上最靠近PCC的風(fēng)電機(jī)組所接變壓器高壓側(cè)電壓；U_PCC為PCC實(shí)際電壓。

在風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)風(fēng)電機(jī)組發(fā)出有功功率一定，即P_Gl和P_GT一定的基礎(chǔ)上，優(yōu)化風(fēng)電機(jī)組和SVC的無(wú)功出力，使風(fēng)電場(chǎng)有功損耗最小。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)電壓水平接近額定值，即U_Gl≈1，且U_PCC達(dá)到上級(jí)調(diào)度下達(dá)的電壓控制指令時(shí)，風(fēng)電機(jī)組和SVC發(fā)出無(wú)功越少，即Q_Gj和Q_SVC越小，風(fēng)電場(chǎng)有功損耗越小。

2)穩(wěn)定性目標(biāo)

a.無(wú)功源無(wú)功裕度指標(biāo)。為充分發(fā)揮DFIG的無(wú)功潛力，同時(shí)也為提高SVC的無(wú)功儲(chǔ)備，引入無(wú)功源無(wú)功裕度指標(biāo)，如下式所示：

其中，Q_Gjmax為參與無(wú)功調(diào)節(jié)的各臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功最大輸出極限；Q_svcmax為SVC可調(diào)無(wú)功功率上限。

b.風(fēng)電場(chǎng)電壓偏差指標(biāo)。為降低風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各臺(tái)機(jī)組機(jī)端電壓偏差，提高風(fēng)電場(chǎng)PCC電壓穩(wěn)定性，引入風(fēng)電場(chǎng)電壓偏差指標(biāo)，如下式所示：

其中，U_Gj和U_Gjref分別為可控DFIG機(jī)組j的實(shí)際電壓和參考電壓，本發(fā)明取U_Giref＝1.0pu；U_PCCref為上級(jí)調(diào)度下達(dá)的PCC電壓控制指令。為避免對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行頻繁控制，當(dāng)PCC電壓在控制偏差允許范圍內(nèi)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化，即滿足：

U_PCCref-U_PCCerr≤U_PCC≤U_PCCref+U_PCCerr

其中，U_PCCerr為PCC允許的控制誤差，本發(fā)明取U_PCCerr＝0.001pu。

所述S4中的風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓優(yōu)化控制模型具體為：

約束條件：

1)潮流約束

其中，N_S為風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)總節(jié)點(diǎn)數(shù)，i,j∈N_S；P_i、Q_i分別為風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)注入的有功和無(wú)功；U_i、U_j為各節(jié)點(diǎn)的電壓幅值；G_ij、B_ij分別為節(jié)點(diǎn)i、j之間的電導(dǎo)和電納；δ_ij為節(jié)點(diǎn)i、j的電壓相角差。

2)控制變量約束

控制變量約束考慮風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)電壓運(yùn)行在允許范圍內(nèi)，各臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)組和SVC的無(wú)功出力不越限，如下式所示：

其中，U_imax、U_imin分別表示風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)i電壓運(yùn)行允許上、下限；Q_Cimax、Q_Cimin分別為各風(fēng)電機(jī)組和SVC的無(wú)功出力上下限。

如圖2所示，所述S5可采用粒子群算法進(jìn)行求解，具體為：

S501：設(shè)定粒子群算法的相關(guān)參數(shù)，如粒子群規(guī)模N、最大迭代次數(shù)t、慣性權(quán)重系數(shù)w、加速系數(shù)c₁、c₂，粒子速度最大值V_max、最小值V_min等參數(shù)；

S502：對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組和SVC進(jìn)行編號(hào)，通過(guò)隨機(jī)初始化粒子群，得到N種可行解，將初始粒子值代入潮流計(jì)算，求得每個(gè)粒子適應(yīng)度值F_i；

S503：計(jì)算每個(gè)粒子的歷史最優(yōu)解p_Best.i以及全局粒子歷史最優(yōu)解g_Best，其中，p_Best.i＝min(F_i^k)，g_Best＝min(p_Best.i)，k為迭代次數(shù)；

S504：對(duì)每個(gè)粒子進(jìn)行速度和位置更新，每次更新后，檢查速度是否超過(guò)速度最大值V_max或最小值V_min，如果超出該范圍，將速度限制為該極值，同時(shí)，檢查每個(gè)粒子的位置是否超過(guò)了約束條件，如果超過(guò)該范圍，將位置限制為該極值；

S505：將更新后的粒子位置代入潮流計(jì)算，計(jì)算粒子更新后的適應(yīng)值。如果粒子i的適應(yīng)值優(yōu)于此前的個(gè)體極值p_Best.i，則令令如果g優(yōu)于此前的全局歷史最優(yōu)值g_Best，則令g_Best＝g；

S506：若迭代次數(shù)k＞t，則停止計(jì)算，輸出與全局歷史最優(yōu)值g_Best相對(duì)應(yīng)的雙饋風(fēng)電機(jī)組和SVC無(wú)功出力解；否則返回S503。

如圖3為并網(wǎng)型雙饋風(fēng)電場(chǎng)仿真結(jié)構(gòu)圖。該風(fēng)電場(chǎng)總裝機(jī)容量為60MW，共有40臺(tái)1.5MW的風(fēng)電機(jī)組，每臺(tái)DFIG經(jīng)690V/35kV變壓器接入35kV饋線系統(tǒng)，40臺(tái)風(fēng)機(jī)分為3組(一、二組各13臺(tái)，三組14臺(tái))各條輸電線路長(zhǎng)度l₁＝l₂＝l₃＝1.0km，每組各風(fēng)機(jī)間距500m，在并網(wǎng)點(diǎn)低壓側(cè)母線上裝有一臺(tái)10Mvar的SVC。優(yōu)化前，雙饋風(fēng)電機(jī)組和SVC均運(yùn)行在恒電壓控制模式。

在Matlab/Simulink搭建上述算例系統(tǒng)，優(yōu)化算法中粒子群規(guī)模為N＝20，終止迭代次數(shù)為t＝30，慣性權(quán)重w_max＝0.95，w_min＝0.35，完成一次優(yōu)化運(yùn)算約耗時(shí)15s，考慮信號(hào)傳輸?shù)绕渌蛩兀瑹o(wú)功電壓優(yōu)化控制周期取1min。

根據(jù)實(shí)施例中風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行情況和無(wú)功調(diào)節(jié)設(shè)備信息，將該風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性目標(biāo)F₁和經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)F₂的期望值及可接受最劣值分別設(shè)為F₁^*＝0.7pu，F(xiàn)₁^-＝1.3pu，

下面采用模糊多目標(biāo)決策方法對(duì)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性進(jìn)行優(yōu)化。

如圖4為PCC電壓標(biāo)幺值為0.99時(shí)，優(yōu)化前后風(fēng)電場(chǎng)、雙饋風(fēng)電機(jī)組和SVC的無(wú)功輸出曲線。由圖4可見，本發(fā)明的優(yōu)化模型合理降低了雙饋風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功出力，同時(shí)適當(dāng)增加了SVC的無(wú)功出力。表1為在兩種典型運(yùn)行工況下，即風(fēng)電機(jī)組出力分別為額定出力的40％和80％時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化結(jié)果對(duì)比。

表1不同運(yùn)行工況下風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化結(jié)果對(duì)比

由表1可知，優(yōu)化后，風(fēng)電場(chǎng)的有功損耗減小。本發(fā)明所提優(yōu)化決策方法提高了PCC電壓，同時(shí)合理限制了雙饋風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功出力，使線路上流動(dòng)的無(wú)功功率減小，因此風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的有功損耗有一定程度的降低，兼顧了風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化要求。

如圖5為風(fēng)電場(chǎng)出力為額定出力的40％和80％時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)40臺(tái)DFIG優(yōu)化后的機(jī)端電壓曲線，本實(shí)例假設(shè)所有雙饋風(fēng)電機(jī)組均參與無(wú)功電壓優(yōu)化。由于優(yōu)化前雙饋風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行在恒電壓控制模式，因此各臺(tái)機(jī)組機(jī)端電壓基本一致，維持在額定值，即U_Gj≈1。從圖5可知，優(yōu)化后各臺(tái)風(fēng)電機(jī)組機(jī)端電壓偏差均在±2％允許范圍內(nèi)。表2給出了兩種典型運(yùn)行工況下風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性優(yōu)化結(jié)果對(duì)比?？梢钥闯觯景l(fā)明模型優(yōu)化協(xié)調(diào)DFIG和SVC的無(wú)功出力，風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功輸出減少，減小了無(wú)功傳輸過(guò)程中線路上的電壓降落，從而提高了PCC電壓水平，減小了PCC電壓偏差。此外，優(yōu)化決策方法還提高了無(wú)功源的無(wú)功裕度，提高了風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。，

表2不同運(yùn)行工況下風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性優(yōu)化結(jié)果對(duì)比

至少可以達(dá)到以下有益效果：本發(fā)明基于風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性目標(biāo)，建立了風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)無(wú)功電壓多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，可解決風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行無(wú)法有效兼顧穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題：

1)提高了風(fēng)電場(chǎng)PCC電壓水平，并合理限制了雙饋風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功出力，降低了風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)有功損耗，兼顧了風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化要求。

2)從無(wú)功源無(wú)功裕度和電壓偏差兩個(gè)角度提高了風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。一方面，減小了PCC電壓偏差，同時(shí)控制DFIG極端電壓偏差在±2％允許范圍內(nèi)；另一方面，通過(guò)合理利用雙饋風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，有效地提高了風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功源無(wú)功裕度，為系統(tǒng)儲(chǔ)備了更多的無(wú)功容量。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。