基于遗传算法的风电场最优接入容量问题研究

针对大规模风电场并网运行会引起接入系统节点电压越限、影响系统电压稳定性的问题,提出了采用遗传算法对系统稳态运行进行优化分析,并结合典型风速扰动和故障方式校验系统暂态稳定性的方法,确定风电场的最优接入容量.以某实际含风电场的电力系统为例,对所提方法的可行性和有效性进行验证,结果表明按照所提方法确定的风电场最优容量接入系统,稳态运行时可保证系统各节点电压合格,且风电场升压站母线电压和并网点电压接近额定电压,减小了风电并网对系统电压稳定性的影响;系统经历暂态过程时,可保证系统和风电场均稳定.     

风电场接入电力系统容量的研究

为了确定给定电网允许接入的风电场最大装机容量,提出应用稳态分析和暂态校验相结合的方法。在稳态分析中对风电场的处理采用根据风速确定有功,根据有功和节点电压初值确定无功的方法,能够准确反映风电机组的无功电压特性;在暂态校验中考虑了阵风、渐变风及系统故障方式的影响,确定能使系统保持暂态稳定的风电场容量;对实际电力系统的仿真计算结果表明,利用所提方法确定的风电场最大接入电力系统容量,可以保证风电场自身及系统运行的稳定性。     

风电场接入电力系统容量的研究

为了确定给定电网允许接入的风电场最大装机容量,提出应用稳态分析和暂态校验相结合的方法.在稳态分析中对风电场的处理采用根据风速确定有功,根据有功和节点电压初值确定无功的方法,能够准确反映风电机组的无功电压特性;在暂态校验中考虑了阵风、渐变风及系统故障方式的影响,确定能使系统保持暂态稳定的风电场容量;对实际电力系统的仿真计算结果表明,利用所提方法确定的风电场最大接入电力系统容量,可以保证风电场自身及系统运行的稳定性.     

风场群接入系统的静态电压稳定分析

大量风电场以集群形式接入电网,将对系统安全稳定运行带来一定的影响。为计算风电场群接入电力系统的静态电压稳定性,采用Nataf逆变换建立风场群相关风速模型,将风电场等效为一台风机,以负的负荷形式接入PQ节点。在风场群不同相关度的风速下进行连续潮流计算,将系统对应电压崩溃点作为系统负荷裕度,以分析系统静态电压稳定性。对接入风场的改进IEEE-14及IEEE-30节点系统进行仿真计算,结果表明所提方法能有效分析风场群接入对系统静态电压稳定的影响,为系统分析设计、运行控制提供一定的参考。     

多个风电场接入系统无功容量优化

提出改进遗传算法对多个风电场接入电力系统的无功容量进行优化,并实现了MATLAB编程。该方法是以系统内各个节点电压水平为目标函数,对并网点所安装STATCOM或SVC的容量进行寻优;在MATLAB/SIMULINK环境下对多个风电场并网系统进行仿真,相对于SVC而言,STATCOM对提高并网风电场电压稳定性具有更好的调节作用。     

电网接受风电能力的研究

在风电场接入电力系统规划设计阶段需要解决的首要问题是确定给定电网中允许接入的风电场最大装机容量.此处采用稳态分析与暂态分析相结合的方法,稳态分析对风电场进行处理时,根据风速确定有功,再由有功和节点电压初值确定无功;暂态分析中考虑了阵风、渐变风及系统故障方式的影响,确定能使系统保持暂态稳定的风电场容量.使用电力系统综合分析程序(PSASP)软件,对实际电力系统进行仿真,结果表明风电场的功率因数、并网联络线和风机的布置、风电场接入点的短路容量、阵风和渐变风的干扰、系统故障等因素都影响风电场的接入容量.     

基于改进粒子群优化算法的风电场最大接入容量计算

位于电网末端的大型风电场的接入极大地影响电力系统的安全,风电场最大接入容量研究成为风电场规划和运行的重要课题。根据静态安全约束和暂态稳定约束条件,提出一种基于粒子群优化算法的风电场最大接入容量的确定方法。通过改进粒子群优化算法,其全局搜索能力可进一步提高,并可避免陷入局部最优。通过在IEEE New England 39节点系统上的仿真计算,验证所提方法的有效性,同时还分析了其他影响风电场接入容量的因素。     

直驱型机组风电场并网静态电压稳定性研究

对基于永磁直驱型机组的风电场静态电压稳定性进行了研究.通过单机无穷大系统分析了影响并网风电场电压稳定性的主要因素,以美国西部电网WSCC3机9节点系统为例,分析了风电场接入后对系统电压稳定性的影响,并对不同线路等值阻抗、不同控制方式下的电压稳定性进行了比较分析,得出了P-V曲线.     

基于柔性直流技术的风电场并网系统电压稳定研究

以霍林河地区某孤立系统为研究对象,以降低系统电压波动和提高系统电压稳定性为目的,提出风电场采用柔性直流方式接入系统。柔性直流输电方式基于具有自换向特性的电压源换流器,并采用脉宽调制技术,实现了有功无功的解耦,从而可进行独立连续的调节。首先对采用不同输电方式和不同风电并网容量的系统进行稳态潮流仿真,负荷节点电压维持在稳定范围内;之后对系统中常规机组故障、负荷故障和线路故障进行暂态仿真,故障后电压波动在允许范围内,并迅速趋于平稳,无需稳定措施。仿真结果表明,风电场可以采用柔性直流输电方式接入系统,系统电压稳定性较常规交流方式有很大提高。     

基于MATLAB-SIMULINK软件风电场建模仿真研究

给出了MATLAB-SIMULINK软件的自定义模型,并将之结合PSS／E仿真软件对发电机和励磁模型进行动态仿真设置,通过将风电场接入电网的模型仿真,结果表明,风电场对系统运行造成的主要影响是风电场并网运行引起的系统电压频率的波动和系统发生故障时风电场表现出不同于传统的火电厂的运行特性,故障时系统对风电场的作用影响系统节点电压和系统频率等。     

基于特征结构分析法的风电系统静态电压稳定分析

针对风电场(基于异步风电机组构成)并网对原有电力系统静态电压稳定性的影响,结合异步发电机组的无功-电压特性,采用收敛潮流雅克比矩阵特征结构分析法,分析风电场的接入对系统静态电压稳定性的影响。在标准IEEE-30节点系统中并入风电场进行仿真分析,研究表明风电场的接入使得原有系统静态稳定裕度降低,弱稳区域扩大,负荷裕度降低。与其他方法相比此方法更好的实用性和灵活性,适用于大型电力系统。     

风电并网时域和P-V曲线电压稳定性分析

近年来,越来越多的风电场接入电网,由于风电本身的随机性和不可预测性给电网的稳定性带来了极大的挑战。为了研究由于风速的不确定性,风电场并网和切机对电网的静态电压稳定性的影响,基于DIGSILENT/Power Factory(DPF)仿真软件,搭建仿真系统模型,研究分析了风电场接入系统后对电网静态电压稳定性的影响。在此基础上对比分析加装静止无功补偿器(SVC)和并联电容器前后对电压的静态稳定欲度的影响。仿真曲线分析表明,风电场容量越大,其接入和退出时对系统影响也越大;加入无功补偿装置后能够有效地增大电压静态稳定欲度,提高风电并网的接入容量和风电的极限穿透功率。     

STATCOM在风电并网系统电压稳定性中的应用研究

随着风电的大规模接入,风电场给系统造成了电压跌落,甚至电压崩溃等不利的影响。准确地评估风电并网系统中节点的电压稳定性,是非常有必要的。提出了一种改进的节点电压稳定指标,将静止同步补偿器STATCOM应用于风电并网系统,为了较大限度地提高系统的电压稳定性,采用FACTS最佳安装位置的选择方法,以该节点电压稳定指标和连续潮流技术为基础,有效地确定STATCOM的最佳配置地点。通过对风电场接入IEEE14节点系统算例的仿真分析,验证了该节点电压稳定指标的有效性与可行性。     

大规模风电并网无功电压协调控制策略研究

本文开展了大容量、集团式风电场接入输电网的协调电压控制方法研究。针对双馈风电机组(DFIG)的无功电压控制方式,提出了考虑运行约束的风电机组及风电场无功调节能力计算方法,并提出了基于电压控制器和控制任务协调分配的风电场电压控制策略,使风电场相对电网整体表现为可控电压源;进一步,基于危险节点等值模型,选择控制节点和构建风电网系统协调电压控制模型,并通过在线求解简单的优化问题确定控制量;基于此提出了风电场并网的电压协调控制系统方案,使并网DFIG风电场参与电力系统电压控制。基于典型系统的仿真结果表明,该方案能充分利用系统中的电压支撑能力,提高系统的电压稳定性,能适应风电并网系统在线电压协调控制的要求。     

计及暂态电压安全性的风电场无功电压协调控制

针对风电场并网电压调控问题,提出一种计及双馈风电场暂态电压安全性的无功电压控制策略。在分析典型的放射式集电系统电压分布特点的基础上,对其稳态运行状态设计了相应的无功电压协调控制方案。稳态运行时的电压协调控制以均衡风电机组机端电压裕度、提高无功补偿设备动态储备容量和提高系统电压稳定性为目标,从而在电网电压扰动或电网故障期间有效地预防风电机组连锁脱网,提高风电场运行的安全性,起到预防控制的效果。最后通过实际算例仿真验证了本文所提控制方法的有效性和可行性。     

对风电并网系统静态电压稳定性的分析及优化

随着风电并网规模日益增加,系统面临的随机扰动更加复杂,对电力系统中电压稳定性的影响日益凸显。通过提出一种综合考虑风电场出力和负荷的随机波动的系统静态电压稳定程度的分析方法,利用三点估计法原理,将风机出力和负荷的概率模型相结合,并计算出不同规模风电场下的系统各负荷节点电压稳定指标,以此薄弱程度为根据确定并联无功补偿装置的安装地点,并对IEEE-39母线系统进行仿真验证。仿真结果表明了所提方法的有效性和可行性,对大规模风电场的并网运行具有实际的指导意义。     

区间不确定集鲁棒优化的含风电系统无功电压控制

针对风力发电需要吸收电网大量无功而影响系统无功分布和电压水平的问题,研究在满足系统运行约束的条件下,考虑接入风电场节点无功功率与风电场出口无功、风电场补偿容量关系,以网损最小、提高系统节点电压水平为目标函数。首次引入鲁棒优化方法,视风速为随机变量,以区间不确定集表示风速的不确定性,运用对偶定理将模型转化为确定性的线性规划问题并进行求解,建立了含风电场的电力系统电压无功控制模型,并求得全局最优解。以风电场接入IEEE30节点系统进行仿真计算,并对风速波动下的情况进行比较分析,随机的风速被有效量化,网损减少,电压水平提高,验证了该方法的有效性及其工程实用性。     

考虑风电接入与负荷不确定性的静态电压稳定性分析

随着风电渗透率不断提高,其对系统电压稳定性的影响已经不容忽略。根据风电特性,计及风电机组由于电压降低进入降功率运行的情况,同时考虑充分利用风电场无功补偿剩余容量,提出了一种考虑风电接入情况下的改进连续潮流算法。为了研究负荷不确定性对系统的影响,使用概率潮流法进行电压稳定性分析。分析过程中,以所提出的改进连续潮流法对含有风电系统的样本进行计算,同时使用模糊C均值聚类算法进行负荷聚类,建立基于负荷聚类的拉丁超立方抽样概率潮流模型。分别在IEEE 14节点系统和IEEE 57节点系统中加入风电进行算例分析。分析结果表明,所提方法分析结果更符合实际情况,而且提高了概率潮流算法的样本利用率。     

近海风电场接入对地区电网电压的影响和允许接入规模

近海风电场接入本地电源支撑不足的地区配电网时,风电出力波动引起的系统电压波动将是主要制约条件。文中研究近海风电场接入对地区电网电压波动的影响。首先,针对风电场定功率因数和定电压两种无功控制模式,推导了风电功率波动与接入点电压波动的量化关系。在此基础上,基于电压允许波动范围约束,建立了风电接入规模与节点短路容量的函数关系。在PSCAD/EMTDC中搭建近海风电场并网系统模型,对不同系统短路容量下风电场的最大并网容量进行了仿真测试,并与理论推导进行对照。最后通过珠海桂山风电场实际工程的仿真测算验证了模型的有效性。     

基于相关机会规划的风电并网容量优化分析

风能的随机性和间歇性强,所以与传统发电形式相比,风电场容量可信度低,如何计算系统中的最大风电并网容量是风电规划所面临的重要问题。基于相关机会规划理论,在保证系统安全运行的前提下建立了计算风电并网容量的优化分析模型,模型中引入了风电的发电能力约束,并考虑了风电场减出力控制措施的影响。该模型适用于不确定环境下的随机事件评估,基于IEEE39节点系统的风电并网容量优化结果验证了模型的可行性。