考虑电缆选型双馈机组分散协调控制对风电场无功优化影响

随着技术发展,双馈式风力发电机成为风电场主流,风电场内部电压波动及网络损耗优化研究也越来越重要。该文基于风机位置的电缆选型,分析双馈机组的无功极限,充分利用风机无功调节能力,将每台风机无功出力、静止无功补偿装置无功出力作为连续控制变量,有载调压变压器分接头位置及风电场固定无功补偿器组数作为离散控制变量,建立综合考虑风电场有功网损和总电压偏差的目标函数,并通过线性递减权重粒子群算法进行分析,得到风电无功优化最优解。通过算例表明:考虑电缆选型的双馈式风力发电机分散协调控制能有效降低网损及电压波动。     

风电场无功电压控制研究

目的研究双馈感应发电机的无功发生极限,采用一种风场控制策略实现接入点电压达到控制的目标值,以实现风场内的协调控制.方法双馈感应风机机组作为主要无功源,以双馈风机风电系统的功率关系为基础,把并网点电压调节作为目标同时考虑到各机组机端电压的协调控制策略.按照机端电压近似相等的原则来整定各台机组的无功出力,针对所采用的策略应用PSAT仿真软件搭建风场模型并进行了仿真.结果优先控制风电机组进行无功功率调节,降低风电功率波动,仿真结果验证了策略的正确性和有效性.结论充分发挥双馈风机作为风电场的元素组成部分的调压能力,提高风电机组对系统正常电压波动的适应性,并且减少了无功补偿设备的无功输出,实现了快速调节.     

模糊熵权法和CCPSO算法的含风电场电力系统多目标无功优化

研究了含双馈风电机组的电力系统多目标无功优化问题,分析了双馈风电机组的无功特性,将风电场作为连续的无功调节手段参与电力系统无功优化. 提出一种基于模糊商权法和组合混沌序列动态粒子群算法（CCPSO）的多目标无功优化方法. 利用模糊熵权法解决主观权值和客观权值的缺陷,建立以静态电压稳定浴度、节点电压和有功网损为目标的含风电场多目标无功优化决策模型. 针对利用传统粒子群算法进行求解时,易出现局部收敛等问题,结合Chebyshev映射和Logistic映射,在粒子初始化过程中运用一种组合混沌映射,增强初始粒子的均匀性,同时将Logistic混沌优化引入到算法寻优过程中,使算法全局寻优能力得到加强. 以IEEE14节点系统为例进行仿真实验,验证所提方法的有效性和实用性.     

基于细菌菌落算法的含分布式电源多目标无功优化

以含风电和光伏的配电网为研究对象,提出了含风电和光伏的配电网多目标无功优化模型.用场景分析法对双馈异步风力发电机(DFIG)进行了场景分析,用Beta分布函数来模拟光伏出力,通过蒙特卡洛方法对配电网进行了无功补偿选址,最后通过细菌菌落优化算法对IEEE33节点配电系统进行了算例分析,验证了该模型及方法的有效性.     

DFIG接入单机无穷大系统的阻尼转矩简化计算

建立了双馈风力发电机各个部分的数学模型并简化,进而得出了双馈风机接入单机无穷大系统后的线性化模型。根据该线性化模型画出相应的Phillips-Heffron模型图。对于双馈风力发电机接入单机无穷大系统的情况,同步发电机的机电振荡回路受到的阻尼转矩来自两部分:一部分来自于同步发电机的励磁绕组及自动电压控制器(AVR),另一部分来自于双馈风机。结合Phillips-Heffron模型图,得到同步机的励磁部分和双馈风机部分对机电振荡回路提供的阻尼转矩的完整算法。然后根据Phillips-Heffron模型图,对双馈风机部分提供的阻尼转矩进行简化分析,并提出两种简化方法。最后通过算例对所提阻尼转矩简化算法进行验证。结果表明,两种简化算法与完整算法结果相近,验证了简化的合理性。     

双馈电机风电场电压协调控制策略

为增强并网风电场的电压稳定性,提出了一种变速恒频双馈风机组与风电场无功补偿装置——静止同步补偿器的协调控制策略.该策略充分利用了DFIG网侧换流器、定子侧的无功发生能力,有效提高了风电并网点电压的暂态水平,并加速了电压的恢复过程.在DIg SILENT/Power Factory建立了仿真模型,仿真结果验证了该控制策略的有效性.     

考虑风电的无功辅助服务市场多目标出清

永磁直驱型风电场在提供有功功率的同时,具有吸收和发出无功功率的能力,能够为系统提供无功服务,参与无功辅助服务市场运行。分析了永磁直驱型风电场的有功无功极限和无功成本,提出了风电场无功报价模型的建模方法;根据建立的风电场无功报价模型,建立了风电场参与竞价的无功辅助服务市场多目标出清模型,出清模型能够同时考虑系统的无功服务购买费用和有功网损;将多目标出清模型转化为三阶段单目标优化模型,并利用改进粒子群算法对每一阶段单目标优化模型进行求解。最后以IEEE 14节点算例验证了本文所建模型和模型求解算法的可行性。将差分进化算法的变异机制和基于可行性规则的约束处理机制引入粒子群算法,提高了粒子群算法的约束处理能力和全局寻优能力。     

广义蚁群算法用于电力系统无功优化

将广义蚁群算法用于电力系统无功优化,建立了相应的的无功优化模型和求解算法,并比较了几种改进方法对优化结果的影响。通过IEEE 6,14,30节点系统仿真计算以及与传统优化方法的比较,表明所提出的方法是有效、可靠的。     

人工鱼群算法在无功优化中的应用

人工鱼群算法总结出了鱼群的行为所具有的基本特点,并结合动物自治理论,提出了一种新型优化模型。通过鱼的觅食行为、群聚行为、追尾行为、随机行为这4种行为对人工鱼的活动属性进行了描述。通过建立无功优化的数学模型,并将人工鱼群算法应用在配电网的动态无功优化过程中,通过IEEE-30标准节点系统进行仿真,验证了该算法的稳定性和可靠性。     

改善风电场电压波动水平的风电机组附加调差系数优化整定研究

随着风力发电的大规模并网,风电场内的无功电压问题日益突出。将同步发电机组的励磁系统调差系数的概念引入风电机组的无功电压控制中,以提高风电场内部电压水平为目标,以发电机的安全运行极限和电网潮流为约束,以风电机组的附加调差系数为控制变量,建立了提高风电场内电压水平的风电机组附加调差系数优化整定模型,采用准蒙特卡洛方法,提出了风电机组附加调差系数优化设置策略。选取吉林地区某个含有58台DFIG的风电场进行分析。结果表明,对DFIG的附加调差系数进行合理整定可以充分发挥双馈风机的无功调节能力,有效改善风电场内部的电压波动。     

采用网侧TCVR的双馈风机低电压穿越控制策略研究

随着风电并网容量的快速增加以及海上风电的发展,风电机组在故障期间的并网运行特性更加受到关注。采用了一种比较简单的双馈型风力发电机组的低电压过渡方案。在风电场变电站的低压侧安装晶闸管控制电压调节器(TCVR),当电网电压跌落时,根据电网电压下降的幅度对网侧电压进行合理补偿,提高双馈电机定子侧电压。在PSCAD/EMTDC中建立了5 MW双馈风电系统的模型,应用所提的控制方法,对风电机组在严重对称故障下的运行特性进行仿真,验证了所提方法的有效性。     

DFIG在微电网中的电压频率协调控制策略

为了抑制双馈异步风力发电机(DFIG)因自身有功输出波动导致的微电网电压频率波动,提高其对微电网孤岛运行下电压频率支撑的能力,研究分析了DFIG有功虚拟惯量控制以及定子侧无功功率极限,提出了一种基于f-P和V-Q下垂控制的DFIG电压频率协调控制策略.在DFIG V-Q下垂控制中引入逻辑积分环节,在不额外使用补偿装置下有效抑制电压频率的持续波动,并且在微电网电压频率跌落时,能够与其他采用下垂控制的分布式电源(DG)构成对等控制策略,共同为微电网提供电压频率支撑.最后在DIgSILENT仿真软件中搭建了微电网模型,仿真结果验证了控制策略的有效性.     

变速恒频风力发电机组输出特性分析

以变速恒频风力发电系统为研究对象,依据发电机数学模型和交流电机矢量变换控制原理,设计了交流励磁变速恒频(VSCF)发电机定子磁链定向的矢量变换控制系统,对转子侧变换器建立了外环定功率控制内环定电流控制的双闭环控制结构,实现双馈发电机定子有功P和无功Q的解耦控制,从而获得最大风能捕获的高效发电运行。并在PSCAD/EMTDC仿真环境下建立了变速恒频风力发电机组的整体动态数学模型。以渐变风和阵风为例,对由5台单机容量为2 MVA双馈感应电机(DFIG)组成的风电场并网前后的运行特性进行仿真研究,通过仿真分析,揭示了风电场并网运行的动态特性,并验证了数学模型和控制策略的正确性和有效性。     

Security region based real and reactive power pricing of power system

This paper develops a novel model and an algorithm of security region based real and reactive power pricing of power systems. In the proposed model, the reactive power production cost is represented as the opportunity cost. The static voltage stability region in the cut set power space (CVSR) and the practical dynamic security region (PDSR) in the injection power space are used to represent the constraints of voltage stability and transient stability, so that the consideration of this kind of constraints in the optimization becomes very easy. In the proposed algorithm, a decoupled optimization and iteration method of active power production cost and reactive power production cost is suggested. According to the K-T optimality conditions, the prices of active power and reactive power, and the different components corresponding to the concerned security constraints are derived. The components of spot prices can reflect the influence of different node power injections on each kind of security constraints, so that through the node price all of the participants in power market can be stimulated to take an active part in maintaining the system security. An illustrative example on the New England 10-genetator 39-bus System is used to demonstrate the proposed method. Supported by the key research project of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50595413)     

基于聚类分析的双馈机组风电场动态等值模型的研究

针对大型双馈机组风电场,提出一种新的动态等效建模方法。该方法是一种基于双馈风力发电机暂态电压特性的聚类分群方法,即根据风电场内各双馈发电机受系统故障影响程度的不同,识别出电压的动态响应行为相近的风力发电机,并对分群后的双馈发电机及其电气接线系统进行等值聚合,实现了双馈机组风电场的动态等值多机表征。利用电力系统分析综合程序(PSASP 6.2),搭建了双馈机组风电场详细模型和等值模型,并与传统的单机等值模型进行了比较分析。结果表明,所建立的多机等值模型能够较准确地反映双馈机组风电场并网点的动态特性。     

双馈式感应风力发电机组建模及其控制研究

以双馈式感应风力发电机组(DFIG)为对象,分析了DFIG的建模和控制问题。该模型包括风力机模型、传动系统模型和发电机模型。提出了风力机的桨距角控制策略和发电机的转速控制策略。发电机转速控制采用dq同步旋转坐标下的矢量控制。用MATLAB/Simulink软件建立了DFIG模型,并且根据所提出的控制策略对风速随机变化以及系统电压突变时机组的运行情况进行了仿真。仿真结果验证了模型的合理性及控制策略的科学性和可行性。