风电场AVC控制策略及算法研究

发布时间：2017-08-23 22:35

  本文关键词：风电场AVC控制策略及算法研究

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【摘要】：随着环境与资源问题的日益严重,风力发电以可开发容量大,清洁等优点,成为电力系统中增长最快的能源。但是,大规模风电的集中接入对电网的安全、稳定运行提出了巨大挑战,电压稳定性成为了制约风电发展的主要因素。因此,建立完善的风电场AVC控制系统迫在眉睫。本文主要针对风电场AVC系统的控制策略展开研究,给出无功补偿设备的优化配置模型和风电场运行中的无功电压优化控制策略,从而保证风电场内部无功电压的平衡和运行的经济性。首先,本文基于双馈风力发电机的PQ解耦特性推导了双馈风机的无功出力极限。并在不考虑风电场无功补偿设备的基础上,讨论了风电场内部的电压分布特性。其次,研究风电场无功补偿设备的优化配置。风速的概率分布服从双参数威布尔曲线,基于此建立多场景分析的无功补偿设备的优化配置模型,选取风电场年有功损耗费用和无功补偿设备投资费用最小为目标函数,采用微分进化(DE算法)算法进行求解,得到无功补偿装置的最佳安装位置及安装容量。最后,基于风功率预测信息提出了风电场的无功电压优化控制策略。根据是否利用预测信息将风电场无功优化分为基本控制模式和实时处理模式。基本控制模式是结合风功率预测信息对电容器组、SVC和双馈风力发电机的投切进行优化,实时处理模式则是基于风电场实际出力和预测出力之间的偏差,采用快速无功补偿设备SVC进行实时的优化。本文选取内蒙古灰腾梁风电场为例,基于matlab/matpower进行建模和仿真。仿真结果表明该风电场无功电压优化控制策略能在风功率变化的过程中有效的抑制电压波动。
【关键词】：风电场 双馈风机 无功电压优化 负荷预测 DE算法
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 风电场静态无功优化控制12-13
• 1.2.2 风电场动态无功优化控制13-15
• 1.3 本文主要工作15-17
• 第2章 双馈风力发电机无功出力与风电场无功补偿设备性能研究17-31
• 2.1 双馈风力发电机17-28
• 2.1.1 双馈风力发电机结构17-23
• 2.1.2 双馈风力发电机无功出力分析23-28
• 2.2 风电场无功补偿设备28-30
• 2.2.1 静止电容器28-29
• 2.2.2 有载调压变压器29
• 2.2.3 静止无功补偿器29-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第3章 风电场内无功电压分布特性分析31-36
• 3.1 风电场内部系统介绍31
• 3.2 风电场内部无功电压分布特性31-32
• 3.3 算例分析32-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 基于风功率分布模型的风电场无功补偿设备优化配置36-46
• 4.1 基于威布尔分布的风速概率分布参数估计36-39
• 4.1.1 风速概率分布模型36-37
• 4.1.2 风速分布的极大似然参数估计37-39
• 4.2 基于多场景分析的无功补偿设备优化模型的建立39-42
• 4.2.1 多场景分析模型39-41
• 4.2.2 目标函数41-42
• 4.2.3 约束条件42
• 4.3 风机在潮流计算中的处理方法42-43
• 4.4 基于DE算法的风电场无功补偿设备优化配置43-45
• 4.4.1 求解步骤43-44
• 4.4.2 算例分析44-45
• 4.5 本章小结45-46
• 第5章 基于风功率预测的风电场无功电压优化控制策略研究46-58
• 5.1 基于两种模式下的风电场无功电压控制策略46-47
• 5.2 基本控制模式47-52
• 5.2.1 电容器组的优化47-48
• 5.2.2 SVC和风电机组的优化48-52
• 5.3 实时处理模式52-53
• 5.4 算例分析53-56
• 5.5 本章小结56-58
• 第6章 结论与展望58-60
• 参考文献60-64
• 致谢64

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1 ;中国电力科学研究院承担的发电厂自动电压调控系统(AVC)通过现场验收[J];电力建设;2009年01期

2 胡秋f，

本文编号：727695