含前端调速式风电机组风电场的无功运行优化

发布时间：2021-09-19 03:13

　　针对含前端调速式风电机组风电场无功运行优化问题,提出多场景多组合的无功运行优化策略。在3个无功补偿组合方案下,分别以有功网损和节点电压越限概率之和最小为目标建立目标函数。采用改进遗传算法进行优化,由优化结果得到各个场景下适用于含前端调速式风电机组风电场的最优组合方案。通过算例对该文策略进行验证,仿真结果表明该文的无功运行优化策略能够有效利用前端调速式风电机组的无功输出能力对风电场进行无功运行优化,在合理分配无功补偿容量和电压稳定的前提下改善含前端调速式风电机组风电场实际运行的经济性。 

【文章来源】：太阳能学报. 2020,41(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

70 m高度平均风速、功率密度的年变化

针对目前含前端调速式风电机组风电场的实际情况，其无功调控设备主要有风电机组和无功补偿装置，组合方案由仅风电机组补偿、仅无功补偿装置补偿以及无功补偿装置与风电机组混合补偿3个组合，具体的无功运行组合划分如表2所示，如图2所示，通过划分的5种场景，与组合方案进行匹配，并得到最优的无功运行方案，从而对风电场进行无功运行优化。2 风电场无功运行优化模型

以兰电民勤红沙岗50 MW风电场为例，采用改进遗传算法进行无功优化求解。风电场包含25台前端调速式风力发电机、25台箱式变电站（容量为2350 k VA），每组内的箱式变电站之间采用35 k V电缆连接，导线采用LGJ-185（每组长4.72 km）和LGJ-150（共计0.9 km）钢芯铝绞线。由于前端调速式风电机组有较强的无功输出能力，故选择在110 k V主变进行集中补偿。补偿装置选择静止无功补偿装置，容量为5 Mvar。该风电场为II资源类风电场，根据2016年《国家发改革委关于调整光伏发电陆上风电标杆上网电价通知》，风电电价为0.45元/k Wh，风电场年利用小时数为1804 h，年上网电量为8934.5万k Wh。风电场各机组布局图如图3所示。改进遗传算法的种群规模为40，迭代次数为50次，收敛条件为最优个体保留10代，交叉概率为0.7，变异概率取1/Nvar，代沟率为0.9。风电场的切入风速为4.5 m/s，切出风速为25 m/s。分别对组合A、B、C这3种运行组合下的含前端调速式风力发电机组风电场进行无功运行优化。图3中各个发电机的连接变压器的低压侧作为发电机补偿节点，50 MVA主变的低压侧（35 k V母线节点）作为无功补偿装置的补偿节点。

【参考文献】：
期刊论文
[1]风电场并网运行的无功补偿优化问题[J]. 温步瀛,江岳文,陈冲.  电力自动化设备. 2008(05)

硕士论文
[1]风电场无功功率优化控制研究[D]. 燕尧.兰州交通大学 2015
[2]改进的粒子群算法及其在电力系统无功优化中的应用[D]. 侯硕楠.东北大学 2014
[3]含风电场电网的无功电压运行与规划研究[D]. 王孟邻.华南理工大学 2013
[4]含风电场的电力系统无功优化方法研究[D]. 王品.华北电力大学 2013
[5]风电并网对系统电压稳定性的影响研究[D]. 孙磊.华南理工大学 2012



本文编号：3400896