基于韦伯模型的风场储能容量计算

风能的间歇性和波动性给风电大规模并网带来了许多不利影响,在风电场出口处配置储能系统可以有效抑制风电波动、调节并网功率的变化率,提高风电场并网运行的可靠性、稳定性。文章分析了风电场风速的模型,风力发电机输出模型,运用韦伯函数建立风速分布模型,采用概率论期望的思想,计算储能系统功率容量。通过模拟仿真实验,得出满足电力系统要求的合理风储比。在满足我国风电并网标准的条件下,尽可能地减小储能系统规模,并利用实际风电场数据加以分析验证。     

基于TSC的异步风力发电机风电场的无功功率补偿

为解决风电场并网运行存在的电压质量问题,提出了在风电场并网点进行电容器的分组投切控制方法。本文对风电场安装快速投切电容器组的容量及投切规则进行了研究。提出了计及风速变化对风电场输出有功和无功功率影响的电容器总容量计算方法及控制规则。应用PSCAD/EMTDC软件对某风电场进行了无功补偿优化仿真,结果表明：无功补偿的总容量和分组容量计算准确,可使风电场母线电压保持在允许范围内运行,并且电容器动作次数较少,保证了风电场并网运行时的电压质量。     

双馈风电机组低电压穿越能力的应用研究

近几年来,风电机组容量快速增长,为了维持电力系统的安全稳定运行和保证风电场并网安全,对风电场提出低电压穿越的要求是必要的。低电压穿越要求是电力系统功率平衡与频率稳定的需要,也是局部电网电压稳定及电压恢复的需要。为最大限度减少大规模风电接入系统对电网的影响,对风电机组提出了更高的要求,即风电机组具有一定的低电压穿越能力。介绍了变速恒频双馈风电机组的基本结构,建立了双馈风电机组动态数学模型。以Matlab/Simulink为仿真应用平台搭建了系统仿真模型,结合风电场低电压穿越能力要求的相关标准规定,针对不同电网电压跌落的情况下,仿真应用研究了变速恒频风电机组的低电压穿越能力,仿真结果表明:双馈风电机组在电网电压跌落时满足继续并网运行的条件,且为电网电压恢复提供了无功功率,提供的无功功率大小与电网电压跌落程度有关。     

风电—抽水蓄能机组联合调度研究

基于风电场并网系统的调度运行情况,考虑提高风电场输出的电能质量和系统经济效益,建立了风电和抽水蓄能机组联合运行系统的高斯模型、经济效益模型,提出了一种基于模拟植物生长的多目标进化优化算法的风电-抽水蓄能机组联合优化调度方案。仿真结果表明,该方案与单目标优化方案相比,能够提高和改善风电场输出的电能质量和输出功率的平滑度,提高系统的经济效益和运行稳定性。     

风电并网运行接入点电压跌落分析及抑制措施的研究

风电并网运行所引起的电压跌落问题，随风电比重的增大而日益突出。通过对风电场并网运行所产生的接入点电压跌落的原理进行了分析，建立MATLAB／SIMUuNK模型仿真，验证了使用静止无功补偿器（SVC）能显著地减小电压偏差、抑制电压跌落，有效地改善风电并网运行时的电能质量。     

应对风电出力不确定性的备用成本分摊: 联盟博弈方法

大规模风电并网后,风电出力的不确定性将导致系统调度需要增加额外的备用及运行成本.如何公平、合理地在风电场问分摊该成本即成为大规模风电接入与消纳需要研宄的重要问题之一.为解决此问题,本文基于联盟博弈理论提出了一种新的成本分摊方法,使得应对风电出力不确定性所增加的备用成本能够在各风电场问实现合理分摊.该方法由两部分组成:首先应用"联盟博弈"促成风电场在上报其预测信息时的合作,以降低系统调度总成本及风电场所需分摊的总成本;进而采用Shapley值保证风电场备用成本分摊的公平性.论文以IEEE39节点系统为仿真算例,分析了风电场装机容量、预测精度、预测误差相关性等因素对风电场分摊成本的影响,验证了所提方法的有效性.     

不同容量风电场对连接处的电网影响及其性能分析

风电场可以同输变电线路相连接,由于风力发电的随机性,风电很有可能给连接处的电网带来谐波污染、电压波动及闪变问题;也会给发电和运行调度计划的制定带来很多困难.对接有风电场的电力系统,重新评估系统的发电可靠性,分析风电容量可信度;研究新的无功调度及电压控制策略以保证风电场和整个系统的电压水平和无功甲衡,及对孤立系统的稳定性影响等对于系统的工程师来说非常重要.本文分析了各种不同容量的风电场对电网的影响并给出模型以及相关结果.     

一种实用的风电机组塔杆倾斜沉降监测模型

风电场塔杆的倾斜或沉降严重影响风电机组的正常安全运行。本文给出了一种风电机组杆塔倾斜或沉降的监测算法模型,并通过仿真计算验证了该算法模型的有效性和准确实用性。通过该模型可有效预测风电场塔杆的倾斜或沉降,为风电机组预防和避免因塔杆倾斜或沉降引起的机组故障提供了一种新的思路,进而提高风电机组运行的经济安全性。     

附加阻尼控制SVC在双馈型风电场中的应用研究

将附加阻尼控制SVC应用于兆瓦级双馈型风电场并网系统,在此基础上研究了系统的暂态过程.首先建立了双馈风电机组的动态模型,水轮发电机组以及附加阻尼控制SVC的数学模型,然后仿真研究了双馈型风电场并网以后对区域系统暂态过程的影响,对比分析了风电场接入和故障情况下采用普通SVC和附加阻尼控制SVC的作用和效果,仿真结果验证了建立模型和采取方法的正确性和有效性.     

改进PSO的可再生能源接入配电网无功补偿优化

由于风电自身固有的波动和接入配电网时形成的差异,导致风电并网过程中容易出现电网失稳现象.针对风电并网设计了一种改进PSO无功补偿方案.首先对风电接入配电网时的风电场和风机单元功率平衡进行分析,采用STATCOM动态补偿应对风电场出力的时变特性.然后在风电并网模型基础上,将无功补偿转化为多目标寻优问题,从电压偏差、有功损耗与谐波畸变三个角度构造寻优模型,并分别基于有功、无功、电压和电流关系设计了相应的等式、不等式与机会约束.最后对PSO的惯性系数与加速系数进行优化设计,根据分布熵计算动态调整惯性系数,根据粒子密度动态调整加速系数,从而改善PSO的收敛时间与收敛精度.算例仿真结果表明,基于改进PSO的无功补偿能够获得更好的电流质量和网络损耗,明显提高了无功补偿速度,有效保证了风电接入配电网的稳定性.     

基于分形理论的风电功率预测算法研究

近些年,风能成为世界上装机容量较大的可再生能源之一,风力发电的并网容量不断增加,给电网稳定运行带来不小挑战,风力输出功率预测精度的提升能够有效地减轻风电并网时对电网的冲击,同时为电网的调度和安全运营提供保障。为进一步提升的风电功率预测精度,借鉴分形理论并将其融合到风电功率预测模型中,同时结合自定义K最近邻算法(K-nearest-neighbor,KNN)。采用分形理论的基本思想,考虑基准功率曲线问题和气象特征值,利用分形插值可有效地获取相邻样本的局部信息,从而使得插值曲线更好地保留原采样信息的大部分特征,最后使用多评价指标维度对预测效果进行评估。以某风电场实测数据为例,与梯度提升决策树、随机森林、支持向量机预测模型进行比较,验证了提出的预测算法的有效性。     

风力发电与电动汽车充放电协同优化调度策略

大规模电动汽车无序充电以及风力发电在电网中的渗透率不断提高,给电力系统带来安全经济运行问题。在考虑电动汽车电池容量约束、充放电功率约束以及24 h的电动汽车运行行为特性基础上,建立了风力发电及电动汽车负荷平抑、降低电动汽车充放电费用和负荷峰谷差率的多目标协调优化调度模型;采用传统遗传算法和自适应非线性遗传算法对所建模型进行求解。仿真结果验证了模型的合理性以及算法的正确性。     

含电动汽车充电站的多端直流微电网研究

为未来大规模能源互联网的形成以及多种新能源的接入提供技术支撑,设计直流微电网的拓扑结构,提出了一种四端口环网的直流电网拓扑结构,实现交流电网、储能单元、直流负荷、风力发电和光伏发电与直流电网的互联。首先研究了交流电网与直流电网的接口方式和相关技术参数,提出了光伏发电、风力发电和储能单元等接口的技术配置。其次,研究了整个直流微电网的启停时序,设计了直流电网的接线方式、电压等级和容量,最后基于MATLAB Simulink平台搭建了直流园区系统仿真模型,然后对典型工况进行了仿真分析：（1）储能单元由放电到能量为零;（2）储能单元由充电到能量充满;（3）VSC1变换器功率反转;（4）负荷跳变;（5）储能单元由放电到充电。这些工况基本包涵了直流微电网可能出现的运行状态,对直流微电网的运行管理有较高的参考价值。     

山西电网消纳风电能力的计算分析

山西电网风电并网规模不断增大,电力系统的调峰能力已成为消纳风电的主要因素。结合山西省水电贫乏、火电供热机组增多等特点,并考虑负荷特性、电源特性,分析了山西电网的调峰能力和风电对电网调峰能力的影响,提出了山西电网消纳风电能力的计算方法。在收集各种实际运行数据的基础上,通过计算分析,得到了山西电网消纳风电能力容量范围,并据此提出了电网运行控制措施。通过实践运行,证明此计算分析方法基本正确,达到了提高电网消纳能力的目的。     

基于ETAP的海上风电场接入对电能质量的评估分析

由于海上风资源的多变性,以及风力发电机中存在较多的电力电子元器件,海上风电场并网后会产生电能质量问题。本文选取某海上风电场作为研究对象,基于风电场实际运行数据,参考国标规定,对该风电场的电能质量（电压偏差、电压闪变、电压波动、谐波）进行求解。基于风机的无功特性,本文对某海上风电场接入电网公用变电站的无功补偿容量进行研究。在电能质量计算与分析方面,参考相关规程规定,完成电压偏差、电压闪变、电压波动部分指标的限值与实际值计算,并进行对比;通过ETAP软件中的谐波分析模块,进行谐波模拟仿真,得到谐波指标的实际值,并与理论计算的限值对比。当谐波电流超出国家标准的时候,通过在母线接入单调谐滤波器的方法,进行谐波治理,达到电能质量相关要求。     

基于时序计算的电力系统风电并网接纳能力研究

为了准确评估区域电力系统风电并网接纳能力．针对目前风电规划问题,给出了一种基于时序计算的分步优化方法。根据序列相等性原则,将系统负荷与系统机组出力视作供需双方,对系统机组出力进行序列化分析,在时序上达到供需匹配平衡。将系统消纳风电过程分解为两级过程,以分步求取系统最优运行方式。利用时序计算方法,定性分析系统风电消纳空间,结合风资源信息及系统负荷信息定量计算系统可接纳的风电电量。结合实际区域电网负荷数据及机组发电数据进行了仿真计算,仿真结果表明,该规划方法能准确评估区域电力系统风电接纳能力,从而可为风电产业规划提供技术参考指标。     

计及电压质量的风电场无功主动控制策略研究

随着风力发电的快速发展,电网中风电场并网的数量及规模越来越大,但风电场功率的波动特性会给电网的电压质量及无功控制造成很大的不利影响。为保证风电并网后的电压质量在合格范围内,在对风电机组有功出力特性及无功调节特性分析的基础上,提出了一种新的风电场无功主动分层控制策略。第一层根据负荷预测和风电功率预测获得下一时段的无功功率...     

输入时滞的海上风电机群分布式控制

随着海上风电的大规模发展, 以及电网互联范围的不断扩大, 时滞主要产生在风电场广域测量系统的信号 测量和传输中, 从而导致风电机组系统性能下降甚至不稳定, 严重影响了风电场的正常运行. 因此, 该文基于Hamilton 能量理论, 研究了双馈风电机群的分布式时滞控制问题. 首先, 该文对双馈风电系统进行Hamilton实现, 得到风 电机组PCH–D模型; 然后, 针对单机系统PCH–D模型, 引入Casimir函数设计控制律, 使得风电系统在输入时滞下能 够稳定运行; 进而, 将风电机组网络化, 设计分布式时滞控制策略, 使得整个风电机群在30300 ms的时滞范围内整 体保持稳定. 最后, 通过仿真验证了所提控制策略能有效地解决系统的输入时滞问题, 同时减小了时滞引起的系统 误差, 提高了风电机群的稳定性和控制精度.     

考虑新能源接入的电力多目标优化调度

发展新能源技术是减少化石能源依赖以及解决污染排放问题的有效途径,但是规模化的新能源并网也会影响电网的安全稳定运行。为研究以风电、电动汽车为代表的新能源并网对电力调度的影响,建立综合考虑电网运行成本、污染排放、日负荷方差等因素的多目标动态环境经济安全调度模型,并采用基于分解的多目标进化算法（MOEA/D-M2M）进行复杂约束条件下的调度分析。对含风电和电动汽车并网的10机系统进行仿真研究,验证了所提调度模型及方法的合理性及有效性。