分布式电源等值建模和无功电压分区控制的研究

发布时间：2020-09-27 17:28

　　近年来,随着全球能源紧缺、环境污染、气候恶化问题的日益严峻,加快开发利用可再生能源已成为国际社会的共识,大力发展可再生能源已成为我国的重要能源战略。但大量分布式电源并网也给传统电网带来了过电压、功率波动大等问题,为了给分布式电源并网提供理论基础,研究分布式电源的特性十分必要。而且系统规模越来越大,以全系统的无功设备来处理电压越限协调难度大,成本高,需要研究分区域电压越限解决方案。本文主要研究了直驱型风力发电系统、小型水力发电系统和微型燃气轮机系统的稳态潮流模型和稳态等值方法,直驱风电场、小水电集群和微型燃气轮机集群的动态等值模型和两步聚类等值方法,以及相应分布式电源的电磁暂态等值模型和层次聚类法;接着研究了无功电压分区方法和分区域处理电压越限的方案,并对上述模型和方案进行了理论分析和仿真验证。首先分析了各分布式电源的稳态特性,根据其特性和控制模式分别等值为PQ节点或PV节点,提出了分布式电源集群的稳态等值方法,通过潮流计算对所提出的稳态模型和等值方法进行了验证。其次提出了直驱风电场、小水电集群和微型燃气轮机集群的动态等值建模方法。采取先聚类等值后建模的方法,即先提取各分布式电源的动态特性指标,针对K-means聚类初始聚类中心不易选取的问题,提出了两步聚类法对分布式电源进行聚类分群,提出了分布式电源集群的动态等值方法,并对所提出的动态等值建模方法进行了仿真验证和对比分析。接着提出了直驱风电场、小水电集群和微型燃气轮机集群的电磁暂态等值建模方法。同样采取先聚类等值后建模的方法,即先提取各分布式电源的电磁暂态特性指标,再通过层次聚类分析对分布式电源进行聚类分群,提出了分布式电源集群的电磁暂态等值方法,并对所提出的电磁暂态等值建模方法进行了仿真验证和对比分析。最后提出了一种分区处理电压越限的解决方案。首先提出了包含PV节点和平衡节点的电气距离矩阵形成方法,只需一次聚类求取初始分区结果,再按照每个分区含有无功源的原则对分区结果进行优化调整。接着提出了电容器最佳配置方案和系统发生电压越限时无功调节的方案。通过IEEE30节点算例系统验证了该方法的有效性。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM73
【部分图文】：

过程图,系统聚类,节点,过程

图 5.4 IEEE30 节点系统聚类过程Fig 5.4 Clustering process of the IEEE 30-bus system的树状图将系统中的节点依次合并，直至归为一类，当聚类切割树状图，得到 5 个分区，分区结果如表 5.2 所示。表 5.2 IEEE30 节点系统初始分区Tab 5.2 Original partitions of the IEEE 30 bus system区域节点编号① 1、2、3、4、5、6、7、8、11、28② 9、12、13、14、15、16、17③ 10、21、22、23、24④ 18、19、20⑤ 25、26、27、29、30③、④、⑤ 中不含 PV 节点，为满足无功就地平衡的要求初始分区结果进行优化。最终分区结果如图 5.5 所示。1 2 5IVI

【参考文献】