大规模风电场群无功电压控制策略研究

发布时间：2017-03-21 14:01

  本文关键词：大规模风电场群无功电压控制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：风力发电受风速的影响,具有明显的随机性、间歇性和不可控性,我国风电具有大规模开发、集中并网、远距离输送的特点,大规模风电并网给电力系统稳定运行和经济调度带来了诸多挑战,无功功率和电压控制即为其中备受关注的问题之一。本文在分析目前风电场无功功率和电压控制现状的基础上,研究了风电场并网点两阶段电压控制策略和风电场群中枢点电压协调控制策略。风电场并网点两阶段控制策略是通过协调并联电容器组、静止无功补偿器、双馈风电机组无功功率输出来控制并网点电压跟踪给定参考值。首先根据风功率预测信息,采用谱系聚类方法将功率曲线分段,此种分段方法保证分段内风电功率波动较小,分段数确定后,在每一段内采用粒子群优化算法以优化电容器组投切组数。实际风速下,根据优化结果对电容器组进行预投切,协调控制双馈风电机组和静止无功补偿器无功功率输出,使得并网点电压跟踪给定参考值,降低风功率波动对并网点电压的影响。在无功功率分配时,优先考虑风电机组无功功率输出,若其无功功率不能满足系统需求,剩余无功功率需求由静止无功补偿器承担。通过仿真分析,验证了合理的电容器组投切可以有效提高并网点电压水平,协调控制策略在满足系统无功功率需求的同时,预留了宝贵的静止无功补偿器调节容量。风电场群中枢点电压协调控制策略是通过调节场群内各风电场子站和汇集站子站无功功率输出,控制中枢点电压在规定的运行范围内。当中枢点电压越限时,根据中枢点汇集站子站处无功功率对电压灵敏度信息,优先确定汇集子站无功功率调节量,若汇集子站调节后电压仍然处于越限区段,则根据各风电场子站无功功率对中枢点电压的灵敏度指标,按照灵敏度由大到小的顺序依次选择协调风电场子站,并确定各子站无功功率调节量,直到中枢点电压处于正常运行区段内。采用某实际风电场群拓扑,验证了采用灵敏度方法可以有效地控制中枢点电压在规定运行范围内。
【关键词】：风电场群 电压控制 粒子群算法 灵敏度指标 双馈风机
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外风电发展现状12-14
• 1.2.1 国外风电发展现状12-13
• 1.2.2 国内风电发展现状13-14
• 1.3 风电并网对电力系统的影响14-15
• 1.4 风电场电压控制研究现状15-19
• 1.4.1 风电场侧自动电压控制系统概述15-17
• 1.4.2 风电场电压控制策略研究现状17-19
• 1.5 本文研究主要内容19-20
• 第2章 风电场群内的无功功率和电压特性分析20-35
• 2.1 主流风电机组的分类及其无功功率特性20-27
• 2.1.1 双馈感应风机无功功率特性20-24
• 2.1.2 鼠笼式异步风机无功功率特性24-26
• 2.1.3 直驱永磁同步风机无功功率特性26-27
• 2.2 风电场无功功率补偿设备介绍27-30
• 2.2.1 静止无功补偿器SVC27-28
• 2.2.2 静止同步补偿器STATCOM28-29
• 2.2.3 并联电容器/电抗器29
• 2.2.4 有载调压变压器29-30
• 2.3 风电场无功功率和电压特性分析30-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第3章 风电场多阶段电压控制35-48
• 3.1 风电场多阶段电压控制概述35-36
• 3.2 粒子群算法概述36-38
• 3.2.1 粒子群算法的基本原理36-38
• 3.2.2 粒子群算法流程38
• 3.3 电容器组预投切控制策略38-41
• 3.3.1 电容器组优化控制模型38-41
• 3.4 双馈风机与SVC协调控制策略41-42
• 3.5 仿真分析42-47
• 3.5.1 电容器组优化投切仿真分析43-45
• 3.5.2 稳态下协调控制仿真分析45-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第4章 基于灵敏度的双馈风电集群电压控制48-58
• 4.1 风电集群电压特性48
• 4.2 灵敏度算法原理48-51
• 4.3 控制策略51-54
• 4.3.1 风电场群总体控制结构51-52
• 4.3.2 基于灵敏度信息的子站无功功率分配策略52-54
• 4.4 仿真分析54-56
• 4.5 本章小结56-58
• 结论与展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-64
• 附录64-71
• 攻读硕士学位期间发表论文71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵宏博;姚良忠;王伟胜;张文亮;迟永宁;李琰;;大规模风电高压脱网分析及协调预防控制策略[J];电力系统自动化;2015年23期

2 卢锦玲;何振民;何同祥;魏方园;徐超;;计及暂态电压安全性的风电场无功电压协调控制[J];电网技术;2015年10期

3 严干贵;孙兆键;穆钢;郑太一;;面向集电系统电压调节的风电场无功电压控制策略[J];电工技术学报;2015年18期

4 周红婷;宋玮;;动态无功控制方式对风电汇集地区电压稳定性影响分析[J];可再生能源;2015年08期

5 刘皓明;唐俏俏;朱凌志;赵大伟;李晨晨;石磊;;双馈型风电场参与电压无功调节的分层控制方案[J];电力系统保护与控制;2014年24期

6 杨硕;王伟胜;刘纯;黄越辉;;计及风电功率波动影响的风电场集群无功电压协调控制策略[J];中国电机工程学报;2014年28期

7 艾斯卡尔;刘少宇;王海龙;朱斯;;风电场无功功率/电压控制与管理问题探讨[J];风能;2014年09期

8 和萍;文福拴;薛禹胜;Ledwich Gerard;;风力发电对电力系统小干扰稳定性影响述评[J];电力系统及其自动化学报;2014年01期

9 陈惠粉;张毅威;闵勇;乔颖;鲁宗相;;集群双馈风电场的分次调压控制[J];电力系统自动化;2013年04期

10 陈惠粉;乔颖;闵勇;张毅威;;风电场动静态无功补偿协调控制策略[J];电网技术;2013年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张学广;变速恒频双馈风电机组并网控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 孙璐;基于改进粒子群优化算法的电力系统无功优化[D];华南理工大学;2012年

2 何启明;基于改进粒子群算法的多目标无功优化[D];西南交通大学;2009年

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本文编号：259727