与风电并网相关的研究课题

风力发电环境友好、技术成熟、可靠性高、成本低且规模效益显著，是发展最快的新型能源。很多与大型风电场并网运行有关的技术课题亟待解决，例如，大型风电场并网会改变系统原有的潮流及网损的分布，对电网的规划提出了新的要求；可能给配电网带来电能质量问题，如谐波污染、电压波动及闪变；对系统的功角、频率以及电压稳定性产生不利影响；风电具有很强的随机性，需要研究能够考虑风电特点的发电和运行计划方法；重新评估系统的发电可靠性，分析风电的客量可信度；研究新的无功调度及电压控制策略等。感应发电机因为结构简单、并网方便，一度成为风力发电机组的首选，很多研究也是基于这样一个事实。随着电力电子元件的性价比不断提高，采用同步电机、双馈电机等新型发电机组是大势所趋，风电场可以像常规机组一样，承担电压及无功控制的任务，出现了许多新的富有挑战性的研究课题。风力发电作为电力系统中一个崭新的领域，正吸引越来越多的研究机构和人员从事风电并网技术的研究和咨询工作。  

风电场风速和发电功率预测研究

风速预测对风电场和电力系统的运行都具有重要意义。对风速进行比较准确的预测，可以有效地减轻或避免风电场对电力系统的不利影响，同时提高风电场在电力市场中的竞争能力。基于时间序列法和神经网络法，该文对风速预测进行了研究，提出了预测风速的时序神经网络法。该方法用时间序列法建模，得到风速特性的基本参数，并用这些参数选择神经网络的输入变量；为了提高预测精度，提出了滚动式权值调整手段。该方法有效地提高了风速预测的精度。  

风电场的发电可靠性模型及其应用

建立了风电场的发电可靠性模型，介绍了该模型在随机生产模拟和随机潮流分析等方面的应用。该模型考虑了风速的随机变化、不同风电场之间风速的相关性、风电机组的功率特性及其强迫停运率、风电机组的布置和尾流效应以及气温等因素及风电场输出功率的影响，揭示了风电场输出功率的统计规律。  

并网风力发电场的最大注入功率分析

风力发电场的最大注入功率分析是风电场规划和运行的一项重要内容.文章建立了异步发电机的稳态数学模型,给出了包含风电场的电力系统潮流的交替迭代计算方法,并结合实际风电系统,分析了确定并网风电场最大注入功率的主要因素.计算结果表明,系统运行方式、风电机组无功补偿量、风电场与系统联络线的电抗与电阻之比的大小等都会影响风电场的最大注入功率,对于一个实际的风电系统,要最终确定其最大注入功率必须进行系统的计算分析.  

基于电力系统暂态稳定分析的风电场穿透功率极限计算

提出了基于电力系统暂态稳定性分析的风电场穿透功率极限计算方法。计算中采用的风电场数学模型考虑了风电机组的叶片、轮毂、齿轮箱和连轴器以及异步发电机的特性。应用该方法分析计算了一含有风电场的实际电力系统的穿功率极限。并揭示了影响风电场并网运行的主要因素是频率波动。  

基于机会约束规划的风电穿透功率极限计算

该文提出一种采用机会约束规划计算风电穿透功率极限的新方法。该方法把风电穿透功率极限看作是在满足网络和设备约束前提下系统允许的风电场最大装机容量。约束条伯包括线路的输送能力限制、系统对旋转备用的要求以及常规机组的出力限制等。为了便于考虑风电场出力和负荷的随机性，约束条件以概率的形式表示。针对问题特点。求解时应用了遗传算法和随机模拟技术，在IEEE30节点系统上的教育处结果验证了所提方法的优点。  

含风电场的电力系统潮流计算

文中建立了风电场的稳态分析模型，该模型考虑了风电场的尾流效应、风电机组输出功率与尖速比和滑差等之间的函数关系，结合异步风力发电机工作原理，将异步风力发电机的滑差修正量引入到雅可比矩阵中，使潮流计算迭代过程仍保持牛顿-拉夫逊法所具有的平方收敛速度；还在该模型和常规PQ模型基础上提出了简化模型。文中将所提出模型用于接有风电场的IEEE14节点测试系统的潮流计算，并对结果加以对比分析。  

风电场发电容量可信度研究

风力发电对电力系统发电可靠性具有一定贡献，如何衡量风电场的发电容量可信度是电力系统规划和评估风电场所必须解决的关键问题之一。文中建立了基于蒙特卡罗仿真的风电发电容量可信度的评估框架。风力模型、风机模型以及风电场模型构成了该体系的基础，其优点在于可以考虑不同风电场之间的内在关联特性。在此基础上利用可靠性指标，以风电场可替代的常规发电机组容量与风电场额定容量的比值作为定义考察了风电场的发电容量可信度，提出了多风电场系统风电容量可信度的计算方法。可靠性标准算例的仿真计算结果证明了所提出的评估体系的正确性和实用性。  

基于近似线性规划的风电场穿透功率极限优化的改进算法

应用近似线性规划方法，对用动态仿真程序求解风电场穿透功率极限过程进行了优化。求解风电场穿透功率极限的过程是先假设风电场最大容量值，通过仿真检验系统安全稳定性后，对风电场最大容量值进行修正，逐步求取风电场穿透功率极限。由于人工修正风电场的容量计算速度很慢，且很难达到极限值。因此，文中通过近似线性规划方法，将计算风电场穿透功率极限的非线性目标约束函数作线性化，再应用线性近似解去逼近非线性真实解。应用该方法可以快速准确地求取风电场穿透功率极限。通过在New England39节点系统上仿真计算，验证了所提方法的有效性及其快速准确的特点。  

基于人工神经网络的风电功率预测

风电场输出功率预测对接入大量风电的电力系统运行有重要意义。对风速和风电场输出功率预测的方法进行了分类。根据风电场输出功率的影响因素，建立了风电功率预测的神经网络模型。分析了实测功率数据、不同高度的大气数据对预测结果的影响。建立了基于神经网络的误差带预测模型，实现了误差带预测。研究结果表明，神经网络的结构和输入样本对预测结果有一定的影响；实测功率数据作为输入可以提高提前量为30 min的预测精度，而对提前量为1 h的预测精度会降低；把不同高度的数据都作为神经网络的输入比只采用轮毂高度数据的预测精度高；设计的神经网络能够对误差带进行预测。