随机模拟粒子群算法在风电场无功补偿中的应用

在风电机组机端装设无功补偿装置有利于改善风电对系统电压质量造成的负面影响。该文针对风电出力的随机性及负荷和系统电压的变化,提出了求最优无功补偿装置容量的机会约束规划模型,并利用随机模拟的粒子群算法求解。该模型以费用最小为目标函数,考虑了风速的概率分布、风电机组本身的有功和无功特性以及含风电场的潮流处理方法等。通过分析某配电网风电场无功、电压、功率因数的变化情况,利用该文方法进行无功补偿优化,结果表明模型与算法的有效性。     

含风电系统的潮流计算分析

研究了就风电接入电网的潮流计算问题,提出相应模型和方法。重点在于风力发电机PQ特性的处理,将风电机组的有功表达为风速的函数,无功进而可以表示为有功、电压及转差的函数,并根据风电场节点电压与无功的关系,对雅可比矩阵进行修改,实现潮流计算与传统方法的并轨和一致性。应用模型和算法对风电接入后的烟台电网进行了计算分析,初步得到较满意的效果,也为进一步深入研究奠定了基础。     

搜寻者优化算法在最优潮流中的应用

为实现电力系统经济运行,以有功网损最小为目标函数,建立电力系统最优潮流模型,将搜寻者优化算法(seeker optimization algorithm,SOA)应用到最优潮流计算中,选取发电机机端电压、变压器分接头位置和可投切电容器组等控制变量构建初始矩阵,对IEEE30、IEEE57标准系统进行测试,并与带自适应惯性权值的粒子群算法、带收敛因子的粒子群算法和全面学习的粒子群算法进行了比较.结果表明:SOA能够有效地搜索到最优解且具有较好的全局寻优能力,适应于电力系统最优潮流计算.     

考虑风电机组无功特性的安全约束机组组合方法

随着风能的广泛使用,安排发电计划时更多的风电机组将会被引入,这对传统的机组组合提出了新要求。风电出力具有很强的波动性,将风电出力按一个区间放入原模型中更显合理。另外,异步风电机组的结构与普通火电机组不同,异步电机发电的同时要吸收一定的无功功率,因此模型用交流潮流约束更合理。由此建立的是一个非线性混合整数问题模型,为了提高计算效率,将问题分解为2层优化子问题,第1层为无网络约束的机组组合问题,第2层为以网损最小为目标函数的交流网络约束最优潮流问题,对于最优潮流算完后仍有电压或线路潮流越限的,将形成一些新的约束返回原问题。考虑到普通异步风电机组的大量使用,在处理约束问题时对风电机组采用无功功率—电压模型,避免出现无功不足而导致电压越限。以添加了风电机组的IEEE 57节点测试系统为算例,验证了该方法的可行性。     

动态连续潮流与自适应混沌粒子群结合计算静态电压稳定裕度

提出一种动态连续潮流(Dynamic Continuation Power Flow,DCPF)与自适应混沌粒子群优化算法(Adaptive Chaotic Particle Swarm Optimization,ACPSO)结合求取系统最大静态电压稳定裕度的方法。该方法以静态电压稳定裕度最大为目标函数,针对连续潮流在处理不平衡功率上存在不足,将动态潮流算法引入到连续潮流模型中,根据发电机和负荷的静态频率特性分配系统的不平衡功率,建立DCPF模型;用DCPF计算每一组控制变量对应的静态电压稳定裕度;用ACPSO进行最优控制变量组合的搜索,求取最大静态电压稳定裕度;ACPSO算法通过将混沌算法引入到粒子群优化中,克服单纯粒子群优化算法计算速度慢、有时易陷入局部最优解的缺点。算例验证了该算法的有效性。     

基于改进粒子群算法含双馈风电机组配网无功优化研究

针对风电机组并网后对配电网无功补偿产生的影响,从双馈风电机组自身的有功、无功输出特性出发,基于场景概率的方法计算风力机组出力情况,以网损最小为目标函数寻求优化求解方法。利用改进粒子群算法来实现系统接入双馈风电机组后的无功优化,在Matlab 2013b软件中构造IEEE33节点模型并利用该算法求解。结果表明,双馈风电机组在参与系统无功优化时具有良好的性能,验证了该改进算法的有效性。     

基于混合整数凸规划的含风力发电机组配电网无功补偿优化配置

提出一种基于混合整数凸规划的配电网无功补偿电容优化配置新算法。利用风力发电机组发电功率的多状态离散概率模型,以安装补偿电容所带来的经济效益最大为目标函数,考虑二阶锥松弛后的潮流约束方程和节点电压约束,对含风力发电机组的配电网中补偿电容器的安装位置和容量进行优化配置。基于二阶锥的凸多面体近似等价方法,将配电网无功优化问题描述为混合整数线性规划问题,利用更通用的求解器求得该问题的最优解。在含风电分布式电源配电网中分别对所提方法进行验证,仿真结果表明,该算法计算效率高,且能得到计及风电随机波动影响的最优方案。     

含风电机组的配网无功优化

研究了分布式电源中发展较为成熟的风力发电机组并网后配电网的无功优化问题,提出一种基于场景发生概率的无功优化综合指标,该指标由网损和静态电压稳定裕度两部分构成。基于该指标,提出一种新的无功优化模型。在该模型中,提出风电机组输出功率典型场景的选取策略,无功优化潮流计算中考虑了风电机组的特点,将其作为电压静特性节点处理。在求解方法上,采用基于自适应权重的遗传算法求解。算例表明,提出的模型和算法是可行的,对风电系统的运行具有一定的参考价值。     

基于协调粒子群算法的含风电场电力系统最优潮流计算

受风况、风电机组性能和电网性能的影响,大规模风电并网会引起电压波动.由于风能具有不可控、随机性和间歇性等特点,到目前为止还无法准确预测风电出力,这使得包含风电接入的潮流运算更加复杂,而且随机性也更强,传统算法很难获得准确可靠的解.以节点电压波动最小和有功功率损耗最小为目标,将改进粒子群算法引入到风电并网优化潮流计算中.以IEEE14节点系统为例,通过与原始粒子群算法比较证明本文所提模型和算法的有效性.该方法可以很好地减少无功损耗和抑制电压越界,具备一定的参考价值.     

基于变置信度机会约束规划的风电并网优化调度

风电的波动性和不稳定性给电网的调度增加了难度,为了兼顾系统运行的经济性和可靠性,提出一种变置信度机会约束模型,并将该模型引入机组旋转备用约束中。首先,建立考虑到系统经济性和可靠性的多目标函数,并在可靠性目标函数中引入风电预测误差置信度β,其值等于旋转备用机会约束置信度。其次,通过模糊隶属度方法将两目标函数变为无量纲的单目标函数,再通过基于线性递减惯性权值(LDIW)策略的改进粒子群优化算法求解各时刻最优置信度β,进而确定各机组最优出力与最优旋转备用容量。最后,利用IEEE-RTS96系统进行验证,其结果证明了文中所提方法均优于传统机会约束方法与现阶段常用的风电并网优化调度方法,既保证了经济性又确保了系统的可靠性,利用LDIW策略的改进粒子群算法也加快了算法的运算速度,保证了模型及算法的有效性。     

风电接入对海上油田平台电网稳定性的影响

孤立电网接入风电可以节约燃料,降低运行成本。受风电特性的影响,风电穿透功率使电网在节约燃料的同时,也对电网稳定性造成了很大的影响。文章建立了包括燃气轮机在内的电网模型和多极永磁同步风力发电机模型,评价了由燃气轮发电机供电的海上油田平台孤立电网接入风电时的电网稳定性,并通过仿真研究了该海上油田平台孤立电网接入风电的最大穿透功率。PSCAD/EMTDC的仿真结果和中国海洋石油总公司建造的海上风力发电站的成功并网均表明,文中的平台电网能保持电网频率和负荷电压在规定的范围内。     

含不同风电机组的风电电网仿真研究

为了研究包含恒速异步风力发电机和双馈异步风力发电机的风电场对电网的影响,应用Matlab 7.0建立了含不同风电机组的风电场动态模型。分析了风电场对电网暂态稳定性的影响,风电机组电压恢复情况,有功、无功变化情况,以及不同风电机组的低电压穿越能力。仿真结果表明：双馈异步风力发电机变速平稳、低电压穿越能力较强,有利于优化电能质量;当电网发生故障时,应针对不同的风电机组采取不同的控制策略以提高电力系统稳定性。     

并网型风电场无功补偿问题的探讨

为解决风电场并网运行存在的电压稳定问题,通过对风电机组无功电压特性的研究,提出了风电场无功补偿容量的不同计算方法。结合风电场无功需求的特点,确定并分析了带有FC的TCR型无功补偿器(SVC)的原理及特性,并利用MATLAB/Simulink软件搭建了风电场接入电网后的仿真模型。针对风电系统中经常出现的联络线短路故障和风电场风速扰动,通过仿真计算表明SVC能够在常见的扰动下提供动态的电压支撑,能有效地提高风电场的稳定性,降低风电功率波动对电网电压的影响,改善系统的运行性能。     

基于储能的直驱风力发电系统的功率控制

随着风力发电的电网穿透率的增加,风电系统与电网之间的相互影响也越来越大。风电系统输出功率的波动性和间歇性对电网的电能质量及其稳定性将产生较大的影响;与此同时,电网故障也会给风电系统带来一系列的暂态过程,甚至会危及到风电系统的安全运行。本文针对基于储能的并网永磁直驱风力发电系统的运行特点,提出了一种可行的综合控制策略,在使风电系统输出较为平滑的功率的同时,还具有较强的低电压穿越能力,使风电系统基本不受电网故障的影响。仿真结果很好地证明了所提出的控制策略的正确性和有效性。     

南通地区风电发展及对南通电网的影响

阐述了南通地区风力资源和风电场的建设情况,通过程序计算和实际运行数据,分析了如东150台风机（250MW）、启东68台风机（102MW）接入南通电网后,在南通电网近期结构中,由于风机机组自身的特征（如间歇性、随机性）,在各种运行方式下,对有功潮流、无功电压和系统频率的影响,并提出了应对措施。     

含风力发电机组的配电网潮流计算

将每一台风力发电机组的有功出力视为风速的函数,将其无功出力视为有功功率和节点电压的函数,建立了基于异步发电机等值电路的风力发电机组P-Q(V)稳态模型,提出了确定并联电容器组初始安装容量、安装组数和实时投切组数的方法。将运用C 语言编制的程序嵌入已有的前推回推法潮流计算程序,实现了考虑风力发电机组的配电网潮流计算。采用改造后计及分布式电源的配电网潮流计算程序对33节点系统进行仿真计算,结果表明了该方法和程序的有效性和实用性。     

风电集中并网运行对系统电压稳定性的影响研究

风力资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率随之变化,对电力系统来说相当于一个大的扰动。随着风电穿透功率的逐步增加,大规模风电并网运行的电压稳定性问题亟待研究。利用Matlab/Simulink建立风电场仿真模型,详细分析了不同风速模型、风电场装机容量及短路故障切除时间下风电场对电压稳定性的影响。把静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)应用到风电场中,仿真结果表明,STATCOM可以改善风电场的电压稳定性,提高了风电机组的低电压穿越能力,确保风电机组连续运行及电网安全稳定。     

离网风力发电系统的飞轮储能装置

介绍了飞轮储能系统的组成,提出了离网风电系统（IWPS）的模拟,该IWPS由风轮发电机（WTG）、用户负荷、同步电机（SM）和FESS组成。模拟结果充分显示,FESS有效平抑了风电功率的波动与负荷的变化。