基于改进混沌蚁群算法的风电场无功电压协调控制策略

为改善及解决大型风电场接入电网后的局部电压稳定和无功裕度等问题,基于某风力发电场实际运行情况,建立了包含双馈风电机组(Double-Fed Induction Generator,DFIG)和静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC)的风电场无功功率协调模型,并提出了一种多目标且综合考虑两者之间协调配合的控制策略。该协调策略以风电场内各个节点的实时测量数据为基础,为满足算法的实时性要求,采用改进混沌蚁群算法求解包括风电场公共连接点(Point of Common Coupling,PCC)在内的各节点电压稳定度最好及总体无功裕度最大的多目标优化控制模型,改善PCC点母线在内的局部电网电压水平并且提高风电场内部无功裕度。以西北某风电场为例进行仿真,结果表明,无功电压协调控制策略能够较好地改善风电场的局部电压稳定性,且提高该区域的无功裕度。     

考虑风电机组旋转备用的风电场多目标优化

随着新型风电场的容量在并网系统中所占比例不断增加,对传统含风电场电力系统的经济调度问题提出了新的要求。传统的电力系统经济调度还应考虑到风电场功率波动对系统旋转备用和发电成本等方面的影响。因此,针对考虑风电机组旋转备用的风电场优化调度方法,并综合发电成本及购电费用目标,建立了含风电场的经济调度模型;釆用目标加权法和距离函数法相结合以将目标优化问题单一化以及利用实值编码遗传算法,来高效搜索优化方程最优解。仿真结果表明,所提出的方法是有效的。     

基于粒子群优化算法的河谷地形风电场优化布置

以四川省安宁河谷地区的风电场为例,利用Meteodyn WT软件,对所选的风电场测风数据进行了分析研究。通过分析研究,得到了整个风电场各个网格点的风速、能量密度、湍流强度以及发电量等方面的参数;在此基础上,以风电场的发电量最大、尾流影响较小为优化目标,建立了基于改进的粒子群算法的优化数学模型,并运用该模型,对风力发电机组的机位优化布置方案进行了研究。研究结果表明：经过优化,与原有的风力发电机组的布置方案相比,优化后的布置方案的理论年发电量提升了5.58%。     

海上风电场风电机组的尾流控制

海上风电场的发电量决定了工程效益,而海上风电场由于工程投资大,提高发电量对工程收益率的影响尤为显著.在海上风电场设计和运行中,通过控制和减小风电机组的尾流,是增加发电量的有效途径之一.影响海上风电场风电机组尾流的主要因素有：粗糙度、风能资源、选用的机组型式及其布置等,本文结合海上风电场的特点及工程设计经验,分析风电机组尾流与上述影响因素的关系,研究减小机组尾流的方法,以实现减少尾流影响后发电量最大化,为海上风电场的设计及运行管理提供借鉴.     

青海莫合风电场330 kV升压站SVG无功补偿装置协调控制系统的设计

青海莫合风电场为青海省海南州水光风多能互补集成优化示范工程,是目前世界上一次性并网容量最大的风力发电项目。由于SVG无功补偿装置配置的数量较多、容量较大,使其协调控制系统的设计具有鲜明的特点和一定的代表性。文章首先介绍了协调控制系统的结构组成和设备配置,然后详细分析了协调控制系统的运行模式及其特点,阐述了协调控制系统在二次接线方面的优势,最后提出了几点注意事项,为相关设计提供了参考。     

考虑电压稳定性的无功定价

基于边际价格理论，提出考虑系统电压安全风险的无功定价数学模型。该模型不但隐含了系统静态电压稳定性的信息，也反映了将系统从当前的暂态电压不安全的状态引导到安全的要求。通过满足暂态电压安全约束的无功发电调节与切负荷总代价最小化问题，来表示暂态电压安全风险。仿真算例表明该方法能较好地引导用户，有利于电压稳定性。     

含直驱机组风电场的电力系统暂态电压稳定分析

利用线路故障临界切除时间来表征电力系统暂态电压稳定性的量化指标,采取动态时域仿真法对WSCC3机9节点算例系统与基于直驱机组并网风电场接入该算例系统的暂态电压特性进行了仿真分析,研究结果表明,接入直驱机组风电场后算例系统的线路故障临界切除时间要比原算例系统的线路故障临界切除时间要长,因此,基于直驱机组风电场的接入算例系统能较好地改善原系统的暂态电压稳定性.     

兼顾接入地区无功需求的风电场无功控制策略

越来越多的风电并入电网后,对接入地区的电压影响也越来越大,为此,系统要求风电场能够对接入地区提供电压/无功支撑。文中提出了一种兼顾风电接入地区电压/无功需求的风电场无功控制方法。该方法以接入变电站低压侧电压作为控制电压,将风电场无功控制区分为正常控制区、异常控制区、紧急控制区和脱网控制区,并给出3种控制模式,即异常控制模式、紧急控制模式和故障控制模式。利用某一时段的控制电压平均值作为选择无功控制区的依据,并综合相邻2个时段的平均控制电压差值和接入变电站与风电场之间的通信情况选择无功控制模式。实际系统算例分析结果表明:所提出的方法能够合理调整风电场的输出无功功率,在很少的控制周期内将控制电压调整到合格范围,使一个测量周期内的平均电压合格,有效地为风电接入地区提供无功支持。     

基于改进鲸鱼算法考虑尾流效应的风电场优化控制

对于考虑尾流效应的风电场控制模型往往存在高维数、非线性、多参数耦合,传统寻优算法难以满足控制需求问题,因此引入一种适用于解决大规模复杂问题的鲸鱼优化算法(WOA)。针对算法迭代后期收敛速度慢,最优个体易局部聚集问题,通过立体混沌映射提高种群多样性,并提出一种新的收敛因子更新公式来协调算法全局探索与局部开发能力,最后引入改进混合蛙跳算法中最差蛙位置改变策略增强算法跳出局部最优能力。仿真对比5种算法求解风电场最优输出功率,结果证明所提算法具有更好的收敛速度与精度,可为考虑尾流效应的风电场功率输出优化控制研究提供借鉴。     

计及静态电压稳定约束的无功优化规划

选择无功补偿设备投资和系统有功网损的综合费用作为目标函数，同时考虑满足电压水平和电压稳定性两个约束条件来探讨无功规划问题。选取用电压稳定裕度不低于某一个允许的最小稳定裕度来表示电压稳定约束。分别对正常运行工作点和电压崩溃点引入2组变量和潮流方程，从而使得电压稳定裕度可以用临界运行状态下负荷的总视在功率与正常运行状态下负荷的总视在功率之差来显式表达。该模型相对于传统无功规划模型的优势表现在能够根据稳定裕度的目标值直接求得在合理电压水平下的最佳无功补偿配置方案，但其优化模型的等式和不等式约束及变量的数目却大幅增加，使得计算量远大于传统的无功规划问题。在IEEE 14节点和118节点2个试验系统的计算表明，采用非线性原对偶内点法求解该模型时，其计算精度及收敛性都比较好。     

水电站机组优化组合的混合粒子群优化算法

机组组合是水电站短期发电计划中一个非常重要的问题,合理的组合运行能带来显著的经济效益,开展对机组优化组合的可行性和有效性研究有重大的现实意义。建立了该问题的数学模型,并提出了混合粒子群算法（Hybrid Particle Swarm Optimization,HPSO）的工程实现方法,采用量子粒子群算法解决机组方案的确立,并采用粒子群算法求解负荷经济分配。设计了粒子的适应度计算方法和速度更新方法,提出了HPSO算法的求解步骤。仿真分析表明：HPSO算法求解机组优化组合问题是可行和有效的,该算法实现简单,具有更快更好的收敛性能。     

风电场大容量风电机组永磁直驱发电机稳态运行参数动态优化

针对目前的风力发电机关键参数优化方法优化效果不佳的问题，提出了一种风电场大容量风电机组永磁直驱发电机(PMDDG)稳态运行参数动态优化方法。抓取PMDDG关键动态参数，利用PID控制使电磁转矩波动在整个控制周期达到理想值。引入目标函数，对影响电压波动的动态电压带宽参数自适应调节，实现电压平稳输出。采用人工蚁群算法将经过的节点在记忆中储存，通过释放外激素实现信息传递，扩大解空间搜索范围，利用正反馈原理在最优路径上快速收敛，实现了PMDDG稳态运行参数的全局动态优化。通过实验验证可知，提出的PMDDG稳态运行参数动态优化策略，能够使电压的输出值始终保持在1(p.u.),优化后的转矩波形与标准转矩波形相比最大误差为0.2 kN·m,具有较强稳态运行可靠性。     

考虑多分区无功电压优化的多Agent系统

针对电网分区管理的特点，采用以管理分区为计算单元的新的三级组织结构，将管理分区与优化分区有机结合起来，构建了多Agent系统。采用分解协调模型和辅助问题原理作为多Agent系统的算法，各分区并行计算，通过数据驱动的模型进行多Agent间的协商、协调，完成全网优化计算。文中以枣庄地区电网为例，建立了该系统的优化运行机制以及对现有多分区系统进行无功优化的方法。实际应用表明，该系统比不考虑多分区的优化方案加快了优化速度，降低了网损，提高了电压水平，为多Agent系统在大型电网无功电压优化中的应用提供了更加实用化的解决方案。     

山区风资源特点和对风电机组、风电场设计的建议

山区风资源的主要特点有：大风季对应干季，小风季对应湿季，风电与水电在季节上具有互补性；近地层上层与下层风速的日变化和风向出现差异；风速切变系数较小且不是常数，某些高度间风速出现负切变现象；风速的频率分布比较接近正态分布；同一测风塔不同高度间风速相关性好；同一风电场各测风塔间风速相关性不好等。以山区风况特点为基础，建议开发直驱型风机，研究立轴涡轮式风机，适当降低风机额定风速，加长叶片长度，缩小单排布置的风机组间距，重视风机散热、风塔防雷和基础不均匀沉陷等。     

大水坑风电场两种不同结构风电机组发电量的对比分析

随着中国风力发电的迅速发展,风电机组的发电量和可靠性备受运营商的重视。文中就大水坑风电场MWT/2.5 MW风机和MWT/1 MW风机2种不同结构的风电机组的发电量进行了对比分析,阐明了变速恒频风电机组对比变桨恒速方式的风电机组,在低风速下具有追踪最大风能的技术优势,大幅提高了风机的发电效率。     

浅谈福家田风电场风电机组箱变监控系统的现场应用

笔者通过对福家田风电场风机箱变监控系统的基本构成、网络架构、运行应用的介绍,详细阐述了风机箱变监控系统的环网自愈、可再编程、低压侧开关远方遥控等关键技术的必要性及对提升风机箱变远程集控运营质量,减少风机箱变低压侧开关不合理分闸时间,降低风电场弃风电量,提高风电场发电效益具有的良好效果,为风电工程自动化监控技术设计的完善提供参考。     

基于PSO和GA混合优化SVM的水质评价

科学地评价水质可以更好地反映水体质量变化,从而加强水资源污染的防治,而分类方法与模型参数的选取对于水质评价的准确度尤为重要。传统支持向量机SVM对模型参数的选择具有盲目性,为了提高模型分类的准确度,采用基于粒子群优化PSO和遗传算法GA的混合算法HPSOCS对支持向量机中的参数进行优化,选取菏泽市水体污染物监测数据,构建了基于HPSOCS-SVM算法的水质评价模型。实验结果表明,优化后的SVM提高了水质分类的准确度,可广泛应用于水体质量的评估,为水资源的防控治理提供科学的理论依据。     

考虑时段优化的地区电网无功电压优化控制

为了实现地区电网无功优化控制,提出了一种改进的基于禁忌搜索算法的方法。将时间分段中的起始点和该分段中的控制变量一同构成解向量,从而避免了先进行时间分段的优化后进行无功优化的二次优化,达到了从整体上进行优化的效果。当邻域解普遍陷入不符合电压约束条件的不可行解区域时,将目标函数切换为以当前电压偏离额定电压最小为目标,当邻域解普遍回到可行解区域后,将目标函数重新切换回以全天内电能损耗最小为目标,从而确保搜索可以持续进行而避免因无可行解而导致优化终止。建议了一种扩展邻域搜索策略改善算法的全局寻优特性。采用IEEE 6节点、IEEE 14节点和IEEE 30节点系统作为算例进行测试,表明提出的方法可行且所采取的改进措施必要、有效。     

考虑风电接入后二次备用需求的优化潮流算法

随着大量的风电场接入电网,风电对电力系统运行备用的影响成为一个关键问题。文中讨 论了考虑风电接入后电力系统备用需求的解决方法,采用概率方法来估计由风电接入导致的系统 备用需求,并在路径跟踪内点算法的基础上提出了一种考虑风电接入后二次备用需求的优化潮流 算法。通过对IEEE 39节点测试系统的算例进行分析,表明所提出的优化潮流算法可以有效解决 风电接入对系统备用需求带来的影响,具有较大的实用价值。     

分布式电压无功优化控制系统的设计与应用

分布式电压无功优化控制系统采用Extended Ward对控制系统以外的电网进行等值，以网损最小为目标函数，对控制系统进行无功优化计算，实现了配电系统区域网电压无功优化的实时在线控制和监测功能，使区域网的电压无功控制达到最优，改善了用户电压质量，降低了线路损耗。同时，还具有电压合格率、供电可靠性统计及线损指标分析、谐波分析、运行监控等功能。该系统在山东省济宁电业局经1年多试运行，效果良好。