电气化铁路牵引负荷接入电网对风电场影响仿真分析研究

电力牵引机车是大功率的单相整流负荷,具有非线性、不对称、波动性大的特点;供电臂内列车的数量和每一列机车的运行状态呈随机波动性,会造成电网电压波动,导致电能质量出现问题。针对兰新二线电气化铁路（以下简称“电铁”）牵引负荷运行密度大、速度高、距离风电场近等特征,利用电力系统综合分析程序PSASP以及ETAP仿真软件对电铁负荷运行引起的电压和频率偏差、电压波动及谐波等问题的机理进行了仿真建模计算,重点分析了牵引变电站接入电网对风电场机组产生的影响。     

基于模糊C均值聚类的风电场多机等值方法

风电场等值是含风电场接入电网分析计算的重要技术手段。为降低风电场等值的难度,提高风电场分群的效率,本文基于风电机组实际运行中的监测状态量,采用模糊C均值(FCM)聚类算法,实现了风电场等值。首先选定各机组输出有功功率、无功功率、机端电压有效值及输出电流有效值为分群指标,并根据给定的等值机台数,将风电场分群问题转化为聚类问题;其次建立了风电机组类属隶属度函数和模糊C均值聚类算法的目标函数,通过迭代求解最优的聚类中心和模糊隶属度矩阵,得到风电场分群结果,算法具有计算简单、收敛性好的特点;然后,根据分群结果,对不同群的风电机组进行等值,实现风电场的多机等值;最后,通过仿真比较验证了本方法的有效性。本方法选取的分群指标具有可实操性,且在给定等值机台数条件下,计算更为简单、等值精度更高,适合用于风电场等值的实际工程计算。     

计及直流控制特性的多送出直流电网故障分析方法

利用直流换流器开关函数模型,结合直流控制系统的故障响应特性,建立了适用于送端交流系统故障分析的直流系统简化等值模型;利用该简化模型结合送端电网的网络方程及其不对称故障的边界条件,提出了一种含多直流送出的交流电网故障分析计算方法。利用PSCAD/EMTDC搭建了基于CIGRE标准测试系统的含三回直流送出的交流电网模型,对本文所提方法进行了大量的仿真验证,结果表明所提方法计算简单,且有较好的收敛性及较高的计算精度,为含多直流送出交流电网故障分析及其继电保护的整定配合等提供了定量分析依据。     

含STATCOM的双馈风电场无功协调补偿策略

双馈异步发电机(DFIG)可以参与系统无功功率的调节,但其无功补偿作用有限,为了实现DFIG的恒功率因数模式运行,仍需要多种无功补偿装置(如FACTS装置、固定电容器)间的无功协调补偿。针对无功补偿装置不同的补偿特性,本文提出了一种含STATCOM的无功协调补偿策略,适用于解决风速波动期间STATCOM和固定电容器对无功的协调补偿问题,其根据并网点电压通过闭环反馈灵活整定风电场所需无功参考值,按照与集电母线的电压差将参考值进行不同母线间的分配,并按照磁滞控制策略进行无功补偿装置之间的协调控制。PSCAD/EMTDC下的算例仿真表明,所提无功协调补偿策略在暂稳态情况下均具有良好的补偿效果。     

基于ＷＡｓＰ的风电场微观选址的模拟研究

ＷＡｓＰ风资源评估系统具有优秀性能,广泛应用在风电场前期的微观选址过程中,它能够科 学地评估风能资源成本、提高风电场建设投资决策的准确性．针对ＷＡｓＰ风资源评估经常存在的 地形测绘和地表状况考察的限制,提出了在绘制ＷＡｓＰ模式需求的电子地形图时,将９０ｍ水平分 辨率的ＳＲＴＭ 地形高程数据应用其中,同时还利用ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ来绘制气象站周围的障碍物群和 粗糙度描述文件．通过对浙江省舟山市岑港风电场进行风资源评估,并结合实际机型的功率曲线对 其马目山２３台风电机组进行模拟选址和发电量预测,验证了上述地形数据获取方法的可行性．通 过ＲＩＸ方法进行了误差修正,并与实际风电场发电量进行对比,结果表明上述方法具有较好的精 度,所得结果可为模拟风电场微观选址提供实际参考．     

含风电电力系统经济调度Wait-and-See模型的对比分析

为了更好地选择计及风电随机特性的电力系统调度计划模型,引入了3种基于风电场景的经济调度wait-and-see模型进行对比分析。从目标函数入手,对比分析“尽可能接近风电均值”和“调度计划调整量最小”这2种目标函数的差异。基于功率平衡方程,推导了3种模型制定的调度计划在应对实际可能发生的风电场景时的调节能力以及调整幅度,并进行了对比分析。最后,以IEEE 24节点系统为仿真算例,从运行成本、调节能力、调整幅度、弃风量等方面,对3种模型的仿真结果进行对比分析。分析结果表明：以调整量最小为目标的模型在鲁棒性、经济性、计算速度等方面相对于其他两个模型具有明显优势。所提供的3种经济调度模型以及对比分析结果可为运行人员灵活选择含有风电的电力系统调度计划优化模型提供参考。     

基于改进粒子群优化算法与风速分布回归函数法的复杂地形风电场优化布置方法

为了研究在复杂地形下的风力机优化排布方法,提出一种改进粒子群（PSO）优化方法,并借助风速回归函数解决一部分复杂地形所致的问题,对实际尾流效应设置约束条件,判断风能利用的最优方案,从而快速确定风力机具体安放坐标,通过Matlab建模仿真,并借助WAsP软件对改进PSO优化算法和传统方法进行对比验证。结果表明,改进粒子群（PSO）优化方法与传统方法相比,年发电量提高了近5.2%,且对复杂地形下的风电场优化布局效果较好。     

弱电网条件下STATCOM对风电场电压稳定性的影响

为研究静止同步补偿器(STATCOM)对连接到弱电网风电场电压稳定性的影响,基于双馈型风机和STATCOM数学模型,通过数学分析研究了不同电网强度下连接到弱电网风电场的电压静态稳定问题,通过系统仿真研究了STATCOM对风电场静态和动态行为的影响。结果表明,弱电网条件下风电场的电压静态稳定极限和功率传输极限会随着电网强度的减弱而降低;STATCOM的应用减小了弱电网条件下风电场电压的波动幅度,提高了电压稳定极限和功率传输能力,且有利于实现风机的故障穿越。     

采用样板机法计算风电场弃风电量的实测数据统计分析

弃风限电问题已经成为制约我国风电产业发展的严重问题。准确估算弃风电量对合理评价弃风影响、制定风电发展政策和用于调度运行等都具有重要的意义。目前,我国采用样板机法进行弃风电量估算,基于甘肃省风电场实测数据,对估算的有效性和精度进行了统计分析。主要分析了弃风限电对风电机组出力特性的影响;基于蒙特卡罗方法提出了在选择不同数量的样板机组的情况下计算风电场出力分布的统计方法,并与穷举法对比,证明了该方法的有效性;研究了采用样板机法估算风电场理论应发电量的精度及其与样板机台数的关系;计算了典型风电场的弃风率。     

防止风电机组连锁脱网事故的动态无功备用需求分析

对风电机组连锁脱网事故的调查表明,双馈风电机组触发Crowbar保护进入低电压穿越区需要从电网吸取大量的无功,造成风电场电压进一步恶化。文章对大型风电场的无功需求和运行状况进行深入分析,推导出大型风电场的临界运行电压和无功备用容量计算公式,为风电场无功电压协调控制提供理论支撑。采用酒泉风电基地的实际算例进行了仿真分析,结果表明,风电场机组处于鼠笼异步运行状态时需要从电网吸收大量无功,同时风电场周边场站电压下降明显;而当动态无功备用容量达到临界动态无功备用容量及以上时,则能有效地改善风电场相关站点的电压分布。