含风电机组的配电网无功优化研究

【摘要】： 步入21世纪,能源危机日益严峻。风能由于具有可再生、分布广、无污染的特性得到了越来越广泛的应用,同时由于风能的不确定性和多变性,风电机组接入现有配电网后将改变系统的潮流,对电力系统的网络损耗、电压稳定等方面都会带来一定程度的影响。因此,计算含风电机组的系统潮流,确定系统的无功补偿和电压调整方案对风电机组的可靠并网和稳定运行是必要的。含风电机组的配电网无功优化是一个非线性、多时段、大规模的动态优化问题。传统的无功优化算法主要有非线性规划法、遗传算法、粒子群算法,可是运用这些算法容易出现收敛速度慢、陷入局部最优解等方面的问题。故本文提出了一种新的改进粒子群算法来进行无功优化计算。 本文首先介绍风力发电的基本概念,主要内容有风力发电技术的发展过程和目前现状、风力发电机各组成部分的功能、风力发电机组对配电网运行和规划等方面的影响以及含风电机组的配电网潮流计算;接着讲述了粒子群算法的基本理论和改进粒子群算法的特点和关键。主要内容有粒子群算法的发展历史和基本理论;改进粒子群算法在初始化、变异因子以及参数的设置等方面的改进。然后介绍了配电网综合优化的基本理论和含风电机组的配电网无功优化的特点,建立了以网损和无功补偿设备的投资最少的综合优化数学模型,且将节点电压的无功约束问题,以惩罚项来处理;最后将改进粒子群算法应用到用含风电机组的电力系统无功优化中,并在含33节点放射状配电网络进行优化仿真计算。经过实际算例验证了改进粒子群算法的正确性,以及与传统方法相比所具有的优越性。 【关键词】：风电机组 配电网 粒子群算法 改进粒子群算法 无功优化
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM714
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究概况11-14
• 1.2.1 风力发电技术的发展状况11-12
• 1.2.2 电力系统无功优化研究现状12-14
• 1.3 本文主要研究内容14-16
• 第2章 风力发电技术16-23
• 2.1 风力发电概述16-18
• 2.2 风力发电并网后对传统配电网的影响18-20
• 2.3 含风电机组的配电网潮流计算20-22
• 2.3.1 异步发电机的模型和功率特性20-21
• 2.3.2 潮流计算21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 PSO 算法研究23-34
• 3.1 基本 PSO 算法研究23-25
• 3.1.1 PSO 算法的基本理论23-24
• 3.1.2 基本PSO 算法含义的分析24-25
• 3.1.3 基本PSO 算法的程序流程框图25
• 3.2 改进PSO 算法(MPSO）25-33
• 3.2.1 采用单纯体法对PSO 算法进行初始化25-28
• 3.2.2 在基本PSO 算法中引入变异因子28-30
• 3.2.3 改进PSO 算法中参数的设置分析30-32
• 3.2.4 改进PSO 算法的流程框图32-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第4章 含风电机组的配电网无功优化控制34-53
• 4.1 配电网无功优化原理34-36
• 4.1.1 我国配电网络概况34-35
• 4.1.2 配电网络无功优化控制的数学模型35-36
• 4.2 应用于配电网无功优化的算法发展介绍36-39
• 4.3 基于 PSO 算法的配电网无功优化39-40
• 4.4 基于 MPSO 算法的配电网无功优化40-45
• 4.4.1 控制变量的选取40-41
• 4.4.2 适应度函数的设计41-42
• 4.4.3 单纯体法初始化及算法参数设定42-44
• 4.4.4 引入变异因子44
• 4.4.5 离散变量的处理方法44-45
• 4.4.6 终止进化条件的设定45
• 4.5 含风电机组的配电网络无功优化45-47
• 4.5.1 含风电机组的配电网络潮流处理45-47
• 4.5.2 含风电机组的配电网络无功优化计算步骤47
• 4.6 地区配电网无功优化实时控制系统的模拟构建47-50
• 4.7 算例分析50-51
• 4.7.1 仿真参数设置50
• 4.7.2 实例计算及结果分析50-51
• 4.8 本章小结51-53
• 结论53-56
• 结论53-54
• 展望54-56
• 参考文献56-60
• 致谢60-61
• 附录 A 攻读硕士期间发表的论文61

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