含风电源的配电网无功优化

发布时间：2017-09-27 20:28

  本文关键词：含风电源的配电网无功优化

  更多相关文章： 风电源 双馈感应风电机 随机潮流计算 无功优化 优化配置 改进粒子群和声算法

【摘要】：风力发电作为传统供电方式的补充,以其就地消纳电力,灵活高效发电,减少环境污染等优点在电力系统中扮演着重要角色。双馈型感应风力发电机组以较小的变频器容量,独立控制有功、无功等优势成为兆瓦级风力机中的主流机型。基于双馈感应风电机组的风电源接入配电网后,由于其随机输出特性改变了配电网的结构和运行方式,使原有的网络潮流、网损、节点电压都受到了影响。因此在考虑风电源随机潮流的基础上对配电网进行无功优化,对含风电源配电网的经济安全运行具有重要的理论与现实意义。本文主要针对含风电源的配电网无功优化问题进行了相关研究。由于风力发电与负荷都具有的随机波动性,仅考虑风电随机出力的随机潮流计算无法满足无功优化的需求。在综合分析了基于双馈型风电机的风电源运行特性、运行方式、无功调节能力、无功出力极限等问题的基础上,将基于场景策略的风电源的随机出力与负荷的小范围随机波动相结合,给出了含风电源配电网的随机潮流计算方法。仿真结果表明,考虑了风电源的随机出力与负荷的随机波动的随机潮流,可以较好满足配电网无功优化对潮流计算的要求。为了综合考虑风电随机出力与负荷随机变化对无功优化控制的影响,以有功网损最低、静态电压稳定性最佳、电压偏移量最小为目标,建立了含风电源配电网的无功优化控制模型,并设计了一种适用于连续变量与离散变量优化的改进粒子群和声算法,能够同时优化无功补偿器投入的补偿量与风电机组的无功出力。实现了含风电源的配电网无功优化,并在IEEE33、PGE69节点系统上进行了仿真。仿真结果较好的满足了无功优化的要求,证实了本文无功优化方法的正确性与实用性。配电网的优化配置通常是把整个系统视为一个静止的网络,但在实际应用中,如果没有考虑负荷曲线的影响,则不能满足不同负荷率下的用电需求。综合考虑配电网运行经济性、负荷曲线、风电源无功变化等因素,设计了一种考虑运行控制的含风电源配电网无功优化配置方法。将配电网的无功优化配置与优化控制相结合,对配电网进行精确配置的同时确定基于该配置方案的最优控制策略。仿真结果证实考虑运行控制的无功优化配置具有更好的经济性,能够在不同的负荷率情况下满足各种用电需求。
【关键词】：风电源 双馈感应风电机 随机潮流计算 无功优化 优化配置 改进粒子群和声算法
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM714.3;TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题的背景及意义10-11
• 1.2 研究现状11-15
• 1.2.1 配电网的无功优化控制研究现状11-13
• 1.2.2 配电网的无功优化配置研究现状13-15
• 1.3 本文主要研究工作与结构安排15-18
• 第2章 含风电源的配电网潮流计算18-38
• 2.1 风电源出力特性18-25
• 2.1.1 风速与风机出力模型18-20
• 2.1.2 基于场景策略的风电源有功出力20
• 2.1.3 双馈风电机无功出力原理分析20-23
• 2.1.4 双馈风电机无功调节能力分析23-25
• 2.2 静止无功补偿器模型25-26
• 2.3 考虑风电源与无功电源接入的潮流计算26-29
• 2.3.1 前推回代法27
• 2.3.2 双馈风电机组的无功功率校验27-28
• 2.3.3 风电机组处于不同控制方式下的潮流计算28-29
• 2.4 考虑负荷波动的潮流计算29-33
• 2.4.1 负荷波动分析30-32
• 2.4.2 考虑负荷波动的潮流计算32-33
• 2.5 综合考虑风电与负荷波动的随机潮流计算33-36
• 2.5.1 综合考虑风电与负荷波动的随机潮流计算过程34
• 2.5.2 算例分析34-36
• 2.6 本章小结36-38
• 第3章 含风电源的配电网无功优化控制38-59
• 3.1 配电网无功优化控制数学模型38-44
• 3.1.1 无功优化控制的目标函数39-42
• 3.1.2 约束条件42-44
• 3.2 配电网无功优化的实现44-51
• 3.2.1 改进粒子群和声算法设计44-49
• 3.2.2 具体计算过程49-51
• 3.3 算例分析51-57
• 3.3.1 算例一51-55
• 3.3.2 算例二55-57
• 3.3.3 分析与讨论57
• 3.4 本章小结57-59
• 第4章 含风电源的配电网无功优化配置59-75
• 4.1 考虑运行控制的配电网无功优化配置60-61
• 4.1.1 考虑运行控制的配电网无功优化配置思路60
• 4.1.2 含风电源的无功优化配置及改进60-61
• 4.2 含风电源配电网的无功优化配置建模61-66
• 4.2.1 决策变量61-63
• 4.2.2 目标函数63-64
• 4.2.3 约束条件64-66
• 4.3 含风电源的配电网优化配置实现66-67
• 4.4 算例分析67-73
• 4.4.1 算例一68-70
• 4.4.2 算例二70-73
• 4.4.3 分析与讨论73
• 4.5 本章小结73-75
• 总结与展望75-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-82
• 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术成果目录82-83
• 附录B 33节点系统网络83-85
• 附录C 美国PG&E69节点配电系统数据85-87

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本文编号：931774