5.2.3.1　算例参数

以某地区的孤网接入柔直系统的新能源集群为例进行仿真计算，算例系统如图5.6所示。该新能源集群总装机容量为4 495 MW，19个新能源场站呈辐射状汇集到4个汇集站（A，B，C，D）后集中接入换流站。新能源场站的感性无功补偿按照装机容量的10%进行配置，容性无功补偿按照装机容量的30%进行配置，换流变压器的调节范围为1.0±0.012 5×5。

图5.6　仿真系统示意图

为比较不同优化目标下的无功优化效果，本案例分别采用以下2种方式进行仿真：

方式1：以系统网络损耗最小为单一目标，并满足等式及不等式约束。

方式2：以系统网络损耗最小及新能源集群无功裕度最大为优化目标，并满足等式及不等式约束。

5.2.3.2　算例分析

对于加权法，λ1值越大，优化方案侧重于经济性；λ2值越大，则更侧重于新能源集群无功裕度。为了反映优化方案对经济性和新能源集群无功裕度的不同要求，选取5组权重系数组合进行测试：第1组：λ1＝0.9，λ2＝0.1；第2组：λ1＝0.7，λ2＝0.3；…；第5组：λ1＝0.1，λ2＝0.9。

方式1和方式2的无功优化结果分别见表5.3和表5.4。图5.7为在不同权重系数组合下多目标无功优化所得解在目标空间中的分布情况（数字1～5分别对应于权重系数组合1～5）。

表5.3　方式1优化结果

(www.daowen.com)

表5.4　方式2优化结果

由表5.3可知，方式1的网络损耗最小，但新能源集群的无功裕度也相对较小。由表5.4及图5.7可知，网络损耗和新能源集群的无功裕度均随着λ1的增大、λ2的减小而减小。由于对于不同的权重系数组合，新能源集群无功裕度都相对较大。故为保证系统运行的经济性，选择权重系数组合λ1/λ2＝0.9/0.1。

图5.8为方式1和方式2（选择最佳权重系数组合）的各新能源场站无功出力曲线。可知，方式1虽然网络损耗最小，但一些新能源场站的无功出力会接近其无功出力限值，即一些新能源场站的无功裕度非常小；方式2在较少增加网络损耗的条件下，有效增大了新能源场站的无功裕度。

为了研究本案例提出的无功功率优化方法对系统电压的影响，将某汇集站母线在方式2与在常规潮流计算的电压计算结果进行对比，如图5.9所示。可知，本案例使用的无功功率优化方法可有效改善系统电压质量。

图5.7　多目标优化结果

图5.8　新能源场站无功出力曲线

图5.9　某汇集站母线电压变化曲线