(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111674316.5 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 国网安徽省电力有限公司安庆供电 公司 地址 246003 安徽省安庆市振风大道128号 申请人 国网安徽省电力有限公司 　 国家电网有限公司 　天津大学 (72)发明人 桂前进　钟成元　江千军　王京景　 李智　朱加明　郭力　王中冠　 (74)专利代理 机构 天津市北洋 有限责任专利代 理事务所 12 201 专利代理师 李素兰 (51)Int.Cl. H02J 3/16(2006.01) H02J 3/38(2006.01)G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 基于数据驱动灵敏度的风电场分布式次梯 度电压控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于数据驱动灵敏度的 风电场分布式次梯度电压控制方法， 风电场集中 控制器根据各节点历史量测数据构造训练样本 集， 并通过升维函数变换得到升维后的输入变量 样本集； 基于输出变量样本集和升维后的输入变 量样本集计算数据驱动线性化潮流矩 阵和节点 电压与无功功率之间的灵敏度， 并下发至各风机 控制器； 各风机控制器量测本节点电压， 并与相 邻节点交换量测结果， 以此计算本地目标函数梯 度和无功功率设定值； 各风机控制器量循环无功 功率设定值计算并下发至风机进行调节。 与现有 技术相比， 本发 明充分利用了历史量测数据校正 分布式电压控制迭代方向， 避免模 型不精确对分 布式迭代收敛性与控制效果的影 响， 适用于快速 的风电场电压控制。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114725948 A 2022.07.08 CN 114725948 A 1.一种基于数据驱动灵敏度的风电场分布式次梯度电压控制方法， 其特征在于， 该方 法包括以下步骤： 步骤1、 风电场 集中控制器根据各节点历史量测数据， 通过数据驱动方法计算得到的灵 敏度取值， 计算得到的灵敏度取值下发给 各节点的风机控制器， 本步骤的具体过程如下： 步骤1.1、 根据风电场中各节点历史量测数据， 建立数据驱动计算所需的训练样本集， 训练样本集共包括S个时间断面的数据， 分为输入变量样本集X及输出变量样本集Y， 定义如 下： X＝[x1 x2  …  xS]      (1) Y＝[y1 y2  …  yS]       (2) 其中， xS和yS分别代表第S个时间断面的输入变量、 输出变量， 其 中输入变量xS由各节点 注入的有功功率和无功功率构成， 即[p  q]T， p和q分别代表各节点注入的有功功率和无功 功率构成的列向量， 输出变量yS由各节点电压幅值与相角构 成， 即[V θ]T， V和 θ分别代表各 节点电压幅值与相角构成的列向量； 步骤1.2、 将各训练样本的输入变量x进行升维变换， 得到升维后的输入变量样本xlift， 表达式如下： 其中， ψ(x)代 表升维运 算函数； 第i维的升维函数 ψi(x)定义如下： 其中， xi代表输入变量的x第i个元素， K代表输入变量x的总 维度数， cij代表第i维升维 函数 ψi(x)的第j维基底向量元 素； 根据输入变量xi得到第S个时间断面样本升维后的输入变量xlift,S， 升维后的输入变量 样本集Xlift表达式如下： Xlift＝[xlift,1 xlift,2  …  xlift,S]      (5) 步骤1.3、 基于输 出变量样本集Y和升维后的输入变量样本集Xlift， 计算数据驱动线 性化 潮流矩阵M， 公式如下： 其中， 代表矩阵的Mo ore‑Penrose逆； 步骤1.4、 根据数据驱动线性化潮流矩阵M， 计算节点a电压与节点b无功功率之间的灵 敏度Xab的取值， 计算公式如下： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114725948 A 2其中， Mab代表矩阵M中对应节点a的电压Va与节点b的无功功率qb的元素， Ma,(K+i)代表矩 阵M中对应节点a的电压Va与第i个升维函数 ψi(x)的元素； 步骤1.5、 风电场集中控制器将计算得到的灵敏度取值下发给 各节点的风机控制器； 步骤2、 各节点的风机控制器通过风电场集中控制器下发的灵敏度以及风机所在节点 电压量测数据与相邻节点的风机控制器进行数据交互， 分布式迭代地实现电压控制， 本步 骤的具体过程如下： 步骤2.1、 分布式迭代控制开始， 令迭代步 k＝0； 步骤2.2、 各风机控制器量测风机所在节点电压， 并与相邻节点控制器交换电压量测结 果， 例如对于节点a的风机控制器， 量测节点a的当前电压幅值Va(k)， 将结果发送至相邻的 节点b的风机控制器， 并获取节点b的当前电压幅值Vb(k)； 步骤2.3、 各节点的风机控制器计算本地目标函数梯度， 例如对于节点a的风机控制器， 其第k步迭代的本地目标函数梯度ga(k)的计算公式如下： 其中， μb代表点b的理想电压值， 通常可取标幺值1， Na代表与节点a在拓扑上相邻的节点 所构成的集 合； 步骤2.4、 各节点的风机控制器计算风机下一迭代步的无功功率设定值， 例如对于第i 个节点的风机控制器， 其第k+1步迭代的无功 功率计算公式如下： qi(k+1)＝qi(k)‑ε·gi(k)      (9) 其中， qi(k)代表第i个节点的风机第k 步迭代的无功 功率， ε代 表迭代步长； 步骤2.5、 各节点的风机控制器将无功 功率设定值下发至风机执 行； 步骤2.6、 令k ＝k+1， 并返回步骤2.2。 2.如权利要求1所述的一种基于数据驱动灵敏度的风电场分布式次梯度电压控制方 法， 其特征在于， 所述 步骤2最终通过迭代控制收敛到全局最优解。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114725948 A 3