基于风电机组无功裕度预测的风电场无功分层控制策略

针对风电电压波动的问题,文章基于风电机组无功裕度预测,提出了一种风电场无功分层控制策略.该策略首先以并网点电压偏差和线路有功损耗最小为目标,使用二次规划算法在线实时求解最优并网电压,进而求解风电场无功参考值;其次,采用EWT-LSSVM预测算法进行风电功率预测,并提出预测功率校正方法实时修正预测功率,精确求解风电机组的...     

基于风电机组可靠性的风电场平准化成本模型研究

考虑综合风电场总体运行成本、风电机组可靠性及风电场发电量等多个维度,从风电场全生命周期视角出发,建立基于风电机组可靠性的风电场平准化成本模型,并通过算例分析得出,提升风电机组可靠性可降低风电机组的故障维护成本,提高风电场运行小时数,进而降低风电场平准化成本。在此基础上测算当前阶段风电实现平价上网需达到的利用小时数,最后给出促进风电发展的合理化建议。     

基于Hilbert-Huang变换的风电场闪变

随着风电场装机容量的增大,风电并网所带来的电压偏差、谐波污染、电压波动和闪变等电能质量问题日益严重,因此,需要对其进行评估和治理,而评估和治理的前提是参数的准确检测。将一种新的非平稳信号处理方法,即Hilbert-Huang变换用于风电场闪变的分析。该方法可以从频域和时域同时对信号进行分析,能够准确检测出非平稳电压闪变信号的时间、频率和幅值信息。仿真分析结果表明了该方法分析风电场闪变的有效性。     

风电场的闪变计算与分析

按照国际电工标准(IEC61400-21)关于并网风电机组电能质量的规定,分析了风电场的闪变计算方法;推导出计算风电场容量的方法;并对闪变超标的单台机组以及闪变值符合电能要求的单台机组进行了对比分析.结果表明,单台机组的闪变系数接近限定值,机组的闪变值及系统短路容量的大小都是限制风电场容量的主要因素.     

基于风电机组聚类的风电场有功分层分配策略

针对风电场传统有功功率平均分配策略造成风电机组运行损伤差异性大、机组调整和启停次数多等问题,提出基于风电机组聚类的降功率分层分配策略。考虑实际风电机组调控能力,设计基于鲸鱼优化算法（WOA）的改进极限学习机（ELM）风电机组功率预测模型。构建实际风速、实际发电功率和预测功率的三维特征矩阵,提出基于模拟退火遗传算法（SAGA）的改进模糊C均值（FCM）聚类模型。以预测功率平均值和标准差、最大降功率值确定机群和机组调度优先级序列,构造“机群-机组”的两层分配策略,减少调整机组和停机机组的数量、提升风电机组损伤均衡性。结合某风电场实际工况,设计限功率模式不停机与停机的分配策略验证方案,对比分析3种不同策略的分配效果,算例结果验证了提出的分配策略的有效性。     

计及无功资源调配成本的风电场优化技术

文章提出了一种计及无功资源调配成本的风电场无功优化方法,实现了风电场在不同运行工况下的无功优化配置。该方法以风电场无功调配成本和网损组成的综合成本最小为目标函数,考虑风电功率波动对系统电压的影响,建立基于机会约束规划的风电场无功优化模型,采用改进内点法进行求解。所提方法通过设置无功成本系数,使风电场能够按实际运行需求调用静止无功发生器、储能设备和风机的无功,并优化风电场网损。通过在电压约束条件中预留电压安全裕度防止系统电压发生越限。在某实际风电场中验证了所提方法的可行性和优越性。     

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.     

并网风电机组输出电能闪变和谐波指标的比较与分析

对根据IEC 61400-21标准进行测试的四款风电机组,即750 kW定桨失速型机组、2 MW变速恒频全馈机组、2.5 MW变速恒频双馈机组和运达（WD77-1500 A/1500 kW）变速恒频双馈机组的电能质量测试和评估报告进行了分析,通过比较风电机组闪变的测量值、谐波电流值,可对各种风电机组在不同方面的性能有一定的了解。     

基于变分贝叶斯推断的DPGMM风电机组异常数据识别研究

为了准确识别和剔除风电机组在实际运行过程中产生的异常数据,以便为功率预测等工作提供有效的数据支持,通过分析风电机组运行数据散点在风速-功率(v-P)坐标系中的分布特征,提出了基于变分贝叶斯推断的狄利克雷过程高斯混合模型异常数据识别方法。将试验机组E17实测数据散点沿水平功率方向以一定间隔划分区间,采用能自适应确定最佳分量个数的狄利克雷过程高斯混合模型对每一个功率区间内的数据散点进行聚类,结合各高斯分量置信椭圆参数及数据散点在v-P坐标系中的分布特征,对试验机组E17各功率区间内的高斯分量及其聚类散点进行异常标识。结果表明：该模型克服了传统高斯混合模型需要人为确定分量个数的缺点,能够对风电机组异常数据进行准确识别。     

基于SIBCC算法的含风电场的配电网无功优化

针对传统的无功优化算法在求解含风电场的配电网无功优化问题时存在的局限性,充分考虑风电出力的随机性及间歇性,将风电机组作为连续的无功源参与电网的无功优化,针对1 d中不同时段的风速变化情〖JP2〗况,建立包含有功网损及电压偏差的综合无功优化模型,并提出一种基于子空间的细菌群趋药性算法（SIBCC）〖JP〗参与无功优化计算。最后以改进IEEE33节点系统为例进行仿真计算,验证了所提方法的有效性及实用性。     

Stochastic reactive power market with volatility of wind power considering voltage security

While wind power generation is growing rapidly around the globe; its stochastic nature affects the system operation in many different aspects. In this paper, the impact of wind power volatility on the reactive power market is taken into account. The paper presents a novel stochastic method for optimal reactive power market clearing considering voltage security and volatile nature of the wind. The proposed optimization algorithm uses a multiobjective nonlinear programming technique to minimize market payment and simultaneously maximize voltage security margin. Considering a set of probable wind speeds, in the first stage, the proposed algorithm seeks to minimize expected system payment which is summation of reactive power payment and transmission loss cost. The object of the second stage is maximization of expected voltage security margin to increase the system loadability and security. Finally, in the last stage, a multiobjective function is presented to schedule the stochastic reactive power market using results of two previous stages. The proposed algorithm is applied to IEEE 14-bus test system. As a benchmark, Monte Carlo Simulation method is utilized to simulate the actual market of given period of time to evaluate results of the proposed algorithm, and satisfactory results are achieved.     

Economic operation of wind farm integrated system considering voltage stability

Wind farms interconnected to power system bring new challenges to power system economic operation. It is imperative to study how to solve optimal power flow (OPF) formulation with wind farms. In this paper, a multi-period optimal power flow (DOPF) is studied based on traditional OPF algorithm. According to the characteristic equations of asynchronous generator, the paper deduces a new algorithm that fits the DOPF formulation with wind farms. Based on the primal–dual interior point algorithm (PDIPM), a new modified algorithm is proposed. Besides, the voltage stability indicator, L-indicator, is also introduced into DOPF to demonstrate voltage stability of power system after wind farms incorporation. By taking SVC reactive power compensation into account, the paper analyzes its influences on system voltage stability. In addition, four different static load models are researched to reveal their effects on system-operating characteristics. An example shows the algorithm's effectiveness and computation performance of the proposed method and several conclusions are obtained as well.     

用于风电场并网中无功电压调节的UPFC仿真分析

以笼式异步电机为基础的风力发电机组并网运行时需要吸收大量无功功率,如果不能提供充分的无功补偿,会导致风电场电压跌落,部分风机脱离,系统无法正常运行。而统一潮流控制器（UPFC）具有控制线路潮流,提高电网稳定的作用,可以应用于风电并网之中。针对上述问题,在某一风场内的变风速条件下,用软件MATLAB/simu link建立基于恒速恒频异步发电机的风电机组并网模型并仿真,通过分析仿真结果,对比应用UPFC进行无功补偿前后风电场及电网的运行状态变化,证明UPFC可以调节带有风电场的系统无功功率和电压,维持电网稳定运行。     

考虑无功裕度的受端电网暂态电压稳定性控制方法研究

随着送端电网中大规模可再生能源发电容量的增加,在一定程度上导致外送系统无功支撑容量不足,使得系统电压出现波动。另外,无功功率不能在传输网络中长距离有效传输,增加了受端电网的无功平衡控制的难度。文章针对大规模外送系统中的受端电压波动所导致受端电网电压稳定性降低的问题,提出了一种基于无功裕度的受端电网暂态电压稳定性控制方法。首先,对系统无功裕度以及电压稳定性进行分析,得到系统静态电压稳定极限与无功需求容量的关系;然后,通过分析受端电网各节点无功需求特性,在能够允许受端电网电压最大波动的条件下,进行系统无功裕度的确定;再通过机器学习算法进行无功裕度控制,达到系统电压稳定控制的结果。通过仿真验证表明,采用文章所提出的基于无功裕度的受端电网暂态电压稳定性控制方法,能够精确地得到受端系统电压稳定工况,实现系统电压的稳定控制。     

千万千瓦级风光并网系统电压无功研究

为了保证大规模风光电源接入条件下西北电网的运行安全,对河西千万千瓦级风光电源接入情况下的系统电压波动及其相应的无功调节进行了研究。针对新能源机组出力由零到最大出力变化时带来的系统电压波动,讨论了静止无功补偿器(static var compensator,SVC)的安装容量及装设位置,以抑制系统母线电压波动。针对受扰系统在故障切除后的恢复过程出现高电压引起的风电机组大规模脱网问题,改变系统动态无功补偿装置控制参数及新能源机组无功控制方式,探讨了动态无功补偿装置控制参数及新能源机组无功控制方式对新能源机组脱网的影响,并对系统的动态无功补偿装置的配置及机组无功控制方式提出合理建议。     

风力发电机组电压波动与闪变分析研究

风力发电机组与中压电网连接,中压电网通常连接有其它波动性负荷,在被测风力发电机组输出端可能引起显著的电压波动,电网特性决定了风力发电机组产生电压波动的程度。为了避免电网实际电压波动对测量点闪变的直接影响,文章在研究了标准推荐的闪变值计算方法基础上,分别计算直驱永磁型风力发电机组和双馈异步型风力发电机组的闪变值,分析风力发电机组闪变值的影响因素。对比虚拟电网计算闪变值和理想电压条件下测量闪变值,验证虚拟电网方法的有效性。     

风电场接入地区电网静态电压稳定性分析

在风电场规划阶段,为研究地区电网允许接入风电场的最大容量,静态电压稳定性,在DIg SILENT软件中,绘制关键节点的PV曲线,分析了不同功率因数下电网的电压稳定性。以洋前风电场接入湛江电网为例,通过仿真得到了洋前风电场接入的最大容量。仿真结果可以为风电场规划提供一定的指导。     

Contributions to wind farm power estimation considering wind direction‐dependent wake effects

This paper presents a contribution to wind farm ouput power estimation. The calculation for a single wind turbine involves the use of the power coefficient or, more directly, the power curve data sheet. Thus, if the wind speed value is given, a simple calculation or search in the data sheet will provide the generated power as a result. However, a wind farm generally comprises more than one wind turbine, which means the estimation of power generated by the wind farm as a function of the wind speed is a more complex process that depends on several factors, including the important issue of wind direction. While the concept of a wind turbine power curve for a single wind turbine is clear, it is more subject to discussion when applied to a whole wind farm. This paper provides a simplified method for the estimation of wind farm power, based on the use of an equivalent wake effect coefficient. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.