鲍金雨,徐 龙,马 炯,陈 宁,3,李世华*

(1.东南大学自动化学院,南京 210096;2.中国电力科学研究院有限公司,南京 210003; 3.新能源与储能运行控制国家重点实验室,南京 210003)

风电的大规模并网对电网电压的稳定性影响越来越大[1]．为应对并网点电压波动问题,风电场须具备一定的无功支持能力,并通过控制算法协调各无功补偿装置输出无功功率来支撑并网点电压．风电场调压方式繁多,其中备受关注的是通过单一或多种特性的无功补偿设备[2-5]建立多层次电压协调控制模型,利用灵敏度系数进行无功功率分配．该方式仅基于系统当前状态而未考虑不同时间尺度设备间的协调和未来状态的影响,故常出现控制滞后等问题[6]．模型预测控制(model predictive control,MPC)作为一种优化控制算法,能够充分利用被控对象的模型信息,在当前状态基础上预测系统未来的输出,从而实现有限时间段内的最优控制．目前,MPC已能成功应用于新能源发电和微电网的无功设备协调调度[7-8]．张哲[9]、肖浩[10]和Zhao[11]等分别建立了风机、静止无功补偿器(static var compensator,SVC)在无功控制下的数学模型,并基于MPC控制算法进行协调控制．张忠[12]、Zhao[13]和Guo[14]等则考虑有功功率的影响,采用了基于MPC的有功无功联合优化调度方法．本文拟基于模型预测控制算法进行风电场无功补偿控制系统的电压协调控制,通过设计扰动观测器(disturbance observer,DOB)对扰动进行估算,将扰动估计值引入预测模型削减扰动所致影响,以期提高系统的抗干扰能力．

1 协调控制的数学模……

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