考虑双馈风电场无功调节能力的电力系统无功优化研究

发布时间：2017-07-27 15:26

  本文关键词：考虑双馈风电场无功调节能力的电力系统无功优化研究

  更多相关文章： 双馈风电机组 无功容量 电压分区 无功优化 粒子群算法

【摘要】：在能源紧缺的大背景下,风电作为应用最为广泛的清洁能源转化方式,穿透率逐年提高。由于控制技术的复杂性,以及风电出力的波动性和随机性,具有并网技术难度高,对电网的冲击大等问题。如何实现合理有效地控制和配置是解决风电大规模生产和并网的关键问题。为此,本文从风电建模、风电场参与的电力系统无功电压优化分区以及风电场提供无功辅助服务的经济问题三个方面进行了深入研究。首先,详细介绍了双馈风电机组的模型组成,并由此归纳了影响双馈风电机组无功功率容量的限制因素,结合这些限制因素以及风电机组的等效电路,推导了双馈风电机组无功容量的计算方法,得到了对应的P-Q容量曲线。其次,根据风电场参与电力系统无功电压控制的需要,提出了综合考虑风电场出力和负荷的随机波动特点,在满足系统静态无功平衡的约束条件下,基于电气距离的W缸d聚类,采用两阶段分区方法实现考虑风电场无功调节能力的电力系统无功电压分区方法。采用IEEE39标准测试系统对所提方法进行说明,与传统电压分区方法进行对比,体现了本文所提方法的优越性。然后,在所提无功电压分区方法的基础上,根据网络损耗和系统静态电压稳定裕度两个指标,结合风电场有功功率出力的波动性特点,采用粒子群算法,提出了对风电场所在分区进行无功优化的方法,采用ⅢEE标准测试系统进行了算例分析。最后,研究了风电场提供无功功率辅助服务的成本组成,以及无功功率辅助服务的计价方法。提出了考虑风电场无功成本计价的风电场参与的电力系统无功优化方法。在这个优化方法中,综合考虑了系统的网络损耗,静态电压稳定裕度和无功成本。结果表明,采用本文所提的无功优化方法,能够在考虑风电场无功成本的情况下,协调传统同步发电机组和风电场的无功功率分布,实现无功费用的最优。
【关键词】：双馈风电机组 无功容量 电压分区 无功优化 粒子群算法
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614;TM714.3
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 课题背景15
• 1.2 风电发展中面临的一些问题15-17
• 1.3 本课题研究意义17-18
• 1.4 当前研究现状18-20
• 1.4.1 风电机组无功容量分析研究现状18
• 1.4.2 电力系统无功电压分区研究现状18-19
• 1.4.3 考虑风电场参与的无功优化研究现状19
• 1.4.4 风电场提供无功的成本问题研究现状19-20
• 1.5 本文主要工作内容20-21
• 第二章 双馈风电机组模型及其无功容量计算21-34
• 2.1 详细模型介绍21-30
• 2.1.1 风力机模型21-22
• 2.1.2 传动系统模型22-24
• 2.1.3 发电机组模型24-25
• 2.1.4 转子侧控制系统模型25-27
• 2.1.5 网侧控制系统模型27-28
• 2.1.6 双PWM变流器模型28-30
• 2.2 双馈风电机组无功容量计算30-33
• 2.3 本章小结33-34
• 第三章 双馈风电场无功容量与电力系统无功电压分区34-42
• 3.1 双馈风电场建模34
• 3.2 风电场无功容量计算34
• 3.3 含双馈风电场的电力系统无功电压分区34-41
• 3.3.1 电气距离的定义34-36
• 3.3.2 考虑分区约束条件的无功控制分区方法36-38
• 3.3.3 算例分析38-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 双馈风电场参与的电力系统无功优化42-57
• 4.1 无功优化目标函数与约束条件42-45
• 4.1.1 网络有功损耗优化42-44
• 4.1.2 电压稳定静态分析指标44-45
• 4.2 风电场出力的处理45-46
• 4.3 基于粒子群算法的多目标优化46-49
• 4.4 算例分析49-56
• 4.4.1 风电场不同有功出力下的无功优化50-53
• 4.4.2 负荷不同无功需求下的无功优化53-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第五章 计及风电场无功成本的电力系统无功优化57-69
• 5.1 风电场无功成本的组成57-60
• 5.1.1 固有成本57-58
• 5.1.2 损耗成本58-59
• 5.1.3 机会成本59-60
• 5.2 计及风电场无功成本的无功优化60-68
• 5.2.1 风电场无功成本计价的计算60-61
• 5.2.2 经典无功优化方法61-62
• 5.2.3 基于粒子群算法的无功优化62-68
• 5.3 本章小结68-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 6.1 总结69
• 6.2 展望69-71
• 参考文献71-76
• 硕士期间发表的论文76

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3 胡庆辉,赵万明,郭建华,高亮;阳泉地区电网的无功优化计算与分析[J];山西电力技术;2000年01期

4 程莹,刘明波;求解离散无功优化的非线性原—对偶内点算法[J];电力系统自动化;2001年09期

5 李丽英,周庆捷,杨少坤;电力系统无功优化问题研究综述[J];电力情报;2002年03期

6 程新功,厉吉文,曹立霞,刘雪连;基于电网分区的多目标分布式并行无功优化研究[J];中国电机工程学报;2003年10期

7 石鹏;几种新型算法在无功优化中运用综述[J];广东技术师范学院学报;2003年04期

8 韩泽文;农村10kV电网无功优化的考核及应用实例[J];农村电气化;2004年04期

9 翁利民,靳剑峰;电力系统无功优化方法综合分析[J];电力电容器;2004年02期

10 耿光飞,杨仁刚;地区电网无功优化研究[J];中国农业大学学报;2004年05期

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1 王函韵;胡骅;朱卫东;甘德强;;信息不确定性对电网无功优化的影响[A];浙江电力科学发展[C];2005年

2 丘文千;;综合无功优化方法及其应用[A];2008中国可持续发展论坛论文集（3）[C];2008年

3 侯广松;程新功;赵志强;;变时段区域电网无功优化研究[A];山东电机工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年

4 侯广松;程新功;赵志强;;变时段区域电网无功优化研究[A];第十九届输配电研讨会论文集[C];2011年

5 张力淼;孙瑞华;王信杰;;城市高压电网在线综合无功优化的实现[A];经济策论（下）[C];2011年

6 张新平;刘锦英;赵莹莹;;地区电网无功优化管理策略[A];山东电机工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年

7 荣雅君;刘帅;葛葆华;;基于非线性规划和遗传算法的无功优化[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（中册）[C];2008年

8 肖汉清;;电力系统无功优化方法研究和探讨[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年

9 郑晶晶;刘峻;杨勇;何世恩;;甘肃电网无功优化的现状分析和治理意见[A];第八届全国电技术节能学术会议论文集[C];2006年

10 胡敏;周任军;胡军;韩磊;;考虑风电机组模型的电力系统无功优化[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（下册）[C];2008年

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1 通讯员 刘楠楠;长葛供电成为国网无功优化试点[N];中国电力报;2011年

2 中国电科院农电与配电研究院 于伟;全网电压—无功优化管理系统提升节能降损效果[N];国家电网报;2008年

3 王国良 郑朝英;哈尔滨局 “无功优化系统”进入试运行阶段[N];东北电力报;2009年

4 ;大力加强无功优化管理[N];国家电网报;2007年

5 通讯员 贾海清邋宋朝凤;加强无功优化管理实现节能降耗[N];赤峰日报;2008年

6 叶宝平邋张立新 吴金钊;临朐供电无功管理从“新”开始[N];中国电力报;2007年

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7 耿光飞;地区电网无功优化控制的研究[D];中国农业大学;2003年

8 张文;基于粒子群体优化算法的电力系统无功优化研究[D];山东大学;2006年

9 刘志文;基于外网等值的多区域电力系统无功优化计算[D];华南理工大学;2011年

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7 刘娇;改进QPSO算法在风电并网系统无功优化中的应用[D];长沙理工大学;2014年

8 燕尧;风电场无功功率优化控制研究[D];兰州交通大学;2015年

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10 罗欢;含风电及小水电群的配电网无功优化策略研究[D];重庆大学;2015年

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本文编号：582103