分散式风电无功协调控制策略的研究

【摘要】：风力发电技术是最具有发展前景的新能源技术。但是风电技术的快速发展也带来了一系列的问题,例如并网电压不稳问题,其中风电场无功优化问题在电力系统是较为突出的问题之一。近年来随着分散式风力发电技术的快速发展,分散式风电场的无功优化问题也相对突出,采用优化算法进行无功优化,降低系统损耗和提高电压质量已成为研究重点。许多事例表明,优化算法在电力系统行业中有较高的理论与实用价值。本文针对分散式风电场无功电压特性做了如下研究： 首先通过建立三种主流机型数学模型,研究了分散式风电场整体无功电压特性和无功损耗特性,提出了分散式风电场损耗包括风电机组、变压器、输电线路等损耗,并确定风电机组损耗所占比重较大,为后续研究奠定基础。 其次针对风电场整体场站级无功进行跟踪控制,提出一种单目标多约束的分层无功控制策略,将分散式风电场无功电压控制分为无功整定层和无功分配层,通过无功整定层确定风电场所需无功量,然后分配给各台机组确定机组输出量,当无功需求不足时,可适当调取SVC进行无功补偿,并提出此方法的软硬件配置方案,最后通过案例分析,验证此分配整定方法相对于按无功容量比例分配优越性。 最后,在上述研究基础上提出了一种不同时间等级的多目标多约束的无功优化控制方法,并以华润朝阳分散式风电场为依托采用自适应遗传算法进行无功优化,实现整体无功电压控制。 【关键词】：分散式风电场 无功电压 分层控制 单目标无功优化 多目标无功优化
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究的背景及意义10-12
• 1.2 分散式风电国内外研究现状综述12-17
• 1.2.1 国内外分散式风力发电发展状况介绍13
• 1.2.2 无功补偿方式发展13-14
• 1.2.3 无功补偿装置研究现状14-16
• 1.2.4 风电机组无功控制方法研究现状16-17
• 1.3 主要研究内容17-18
• 第二章 分散式风电场无功电压特性研究18-36
• 2.1 分散式风电场设备无功电压特性研究18-26
• 2.1.1 鼠笼异步风力发电机组特性研究18-20
• 2.1.2 双馈感应风力发电机组特性研究20-22
• 2.1.3 直驱永磁同步风力发电机组特性研究22-24
• 2.1.4 变压器无功电压特性研究24-25
• 2.1.5 输电线路无功电压特性研究25-26
• 2.2 分散式风电场整体无功电压特性研究26-32
• 2.2.1 分散式风电场仿真模型建立26-27
• 2.2.2 分散式风电场无功损耗特性研究27-30
• 2.2.3 分散式风电场无功电压特性研究30-32
• 2.3 风电机组响应时间32-36
• 第三章 分散式风电场分层无功电压控制策略36-50
• 3.1 分层无功电压控制的基本思想36-37
• 3.2 分层无功电压控制方法的研究37-44
• 3.2.1 分散式风电场无功整定层求解38-40
• 3.2.2 风电机组无功分配值求解40-44
• 3.3 分散式风电场硬件和软件配置方案44-47
• 3.3.1 分散式风电场硬件配置方案44-45
• 3.3.2 分散式风电场软件配置方案45-47
• 3.4 仿真研究及结果分析47-50
• 第四章 不同时间尺度多目标无功优化控制50-62
• 4.1 控制策略的基本思想50
• 4.2 控制方法研究50-55
• 4.2.1 数学模型建立50-54
• 4.2.2 多目标优化约束条件54-55
• 4.3 利用自适应遗传算法进行多目标无功优化55-59
• 4.4 胜利分散式风电场算例分析59-62
• 第五章 结论62-63
• 参考文献63-66
• 在学研究成果66-67
• 致谢67

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