基于最小网损的风电场无功优化分配策略

针对含双馈式风电机组的风电场接入系统维持接入点电压稳定性问题,通过分析通辽某风电场的实测数据,分析其无功补偿特点,提出了基于有功最小的无功优化分配策略;构建了以风力发电机、箱式变压器和集电线路有功损耗最小的无功优化分配目标函数,利用等微增率法对其求解;在考虑风电场有功损耗的前提下,充分利用双馈式风电机组无功调节能力,制定了该风电场无功分配方案。仿真结果表明该策略的可行性,对风电系统的经济运行具有一定的参考价值。     

出力受限风电场群有功分配多目标优化策略

受风电发展与电网建设、负荷分布不协调等因素影响,弃风限电问题日益严峻。文章提出一种适用于因限风导致出力受限的风电场群有功分配多目标优化策略,该策略采用二次移动平均法对风电功率进行超短期预测,以风电场群实际有功出力与出力限值的差额最小以及输送线路损耗最小为目标,同时考虑风电场输出功率约束、低预测功率约束、避免机组频繁启停约束条件,基于改进遗传算法对各风电场群分配有功出力任务。以东北某实际风电场群为例,对所提出策略的可行性进行了验证。     

基于SVG的风电场无功补偿经济运行方法研究

针对双馈风机风电场无功功率平衡和电压稳定问题,由风电场母线电压控制点的电压偏差推算出风电场的无功功率需求,基于风机自身、输电线路、箱变等在内的风电场有功损耗最小的风电机组无功分配策略。根据风机和SVG无功补偿装置的无功补偿能力,考虑风机无功出力不足时,建立了基于风机与SVG协调无功控制方案。通过仿真和试验结果验证了该方案的可行性,与传统等无功容量比例分配相比,该方案能减小风电场网损、提高发电量,实现风电场的经济运行。     

基于光伏电站有功出力DE求解的无功优化控制策略

文章在分析光伏电站的有功出力对其无功电压和有功损耗影响的基础上,综合考虑光伏逆变器和SVG的无功调节能力,提出一种基于光伏电站有功出力的无功优化控制策略。以光伏电站内部电压偏差最小和有功损耗最小为优化目标建立多目标优化模型,运用模糊理论将其处理为单目标优化模型,最后采用差分进化算法进行求解。经算例仿真,验证了所提策略的可行性和优越性。     

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无功裕度预测值;最后,以风电机组的出口电压波动最小和预测无功裕度最大为无功分配依据,实现风电场的无功电压闭环控制。仿真结果表明,所提控制策略能够提高风电功率预测的精确性和时效性,降低了风电机组出口电压波动性,同时为风电场预留出充足的无功裕度。     

大型风电场多Agent系统建模仿真及降损控制

设计一种基于多Agent的风电场控制架构,并针对集电线路损耗突出的问题,提出一种无功降损控制策略。同时,开发基于Java/JADE + MySQL + Matlab/Simulink的混合仿真平台,对某125 MW大型风电场进行多Agent系统建模,算例结果验证了所提策略的有效性。     

考虑变压器损耗的配电网无功优化研究

针对传统配电网无功优化未考虑变压器损耗的缺陷,提出了考虑变压器损耗的配电网无功优化模型,优化措施包括电容器无功补偿、变压器有载调压等,通过差分进化算法对改进的IEEE 33节点系统进行仿真计算,研究了不同负荷水平情况下配电系统无功优化结果,并与传统无功优化结果进行对比分析。结果表明,系统轻载情况下,考虑变压器损耗对于配电网无功优化尤为必要,可使配电网无功优化方案更加合理全面。     

基于变功率因数的分散式风电场优化运行策略

提出一种考虑负荷类型和风电机组无功极限的分散式风电场优化运行策略。建立基于静态电压特性的典型负荷通用模型;挖掘分散式风电机组无功能力,采用机端并联电容器平衡并提高双馈感应发电机无功调节能力;分析风电机组功率因数对配电网各节点电压、有功和无功网损影响规律;在此基础上,提出基于改进萤火虫算法的分散式风电场最优功率因数运行方法。基于IEEE-33节点模型进行仿真计算,结果表明:分散式风电场小范围功率因数优化调节可有效减小配电网网损,提高电压稳定性。     

考虑调压裕度的风电场无功电压控制策略北大核心CSCD

针对风电场并网带来的电压稳定问题,文章提出了考虑调压裕度的无功电压控制策略。采用分层控制技术,首先通过无功整定层计算风电场无功输出参考值;其次在无功分配层考虑无功补偿装置与风电机组自身的调压裕度,选择相应的无功补偿方法,优先选用风电场配置的无功补偿装置进行无功调节。若补偿装置无法满足电压稳定要求,则根据各风电机组的运行状态,将无功补偿值按照无功容量比例算法进行分配,风电机组的网侧变流器采用自适应下垂控制以实现最大无功容量补偿。若无功缺额依然存在,需要对风电机组进行减载控制以实现对电网电压的无功支撑;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真平台对所提策略的有效性进行了验证。     

考虑多无功源的分散式风电场多时间尺度无功协调控制

分散式风电接网模式可以解决集中式并网限电等问题,但其多点接入、无法集中无功补偿等特点对传统风电场无功控制模式带来挑战。文章针对风电场无功平衡和电压稳定性问题,提出了一种考虑多无功源的分散式风电场多时间尺度无功协调控制策略。首先,提出了考虑网侧和转子侧变流器限制的无功功率控制策略,并在机端并联电容器,增加了无功功率输出能力;其次,针对不同响应时间常数的无功补偿设备,提出多时间尺度协调控制离散补偿设备、静止无功发生器与风电机组的并网点无功补偿策略;最后,实际工程算例证明了所提策略在故障条件下有效提高了分散式风电场无功功率调节能力,减小了并网点电压跌落幅度。     

几何约束条件下海上风电场布局优化方法研究

考虑实际工程需求,开发一种几何约束条件下海上风电场智能布局优化方法。该方法使用Gaussian模型计算风力机尾流区的速度亏损,并以最大化风电场年发电量为目标采用差分进化算法进行优化,可满足海上风电场布局时的各类几何约束。利用该方法分别在3行、4行、7行几何约束下对中国某海上风电场的风力机排布方式进行优化。结果显示,相比于原始布局方案,在考虑海缆铺设成本增加的情况下布局优化方案可提升风电场年发电量2.13%～2.64%。进一步分析表明,布局优化过程中可行解数量的设置需综合考虑智能算法寻优难度的影响。     

综合利用SVG和双馈风电机组的风电场无功控制策略分析

针对风电场的无功功率平衡和电压稳定问题,提出了一种以风电场与电网交换无功功值为目标的控制策略。综合运用风电场安装的SVG无功补偿装置及双馈机组的无功调节能力来达到这一目标值。文章结合工程实例,通过对不同发电量下风电场的无功损耗和电压波动情况进行计算,提出利用风力发电机的无功功率可基本实现风电场的无功平衡。     

改善风电场群并网地区电压稳定的无功协调控制的研究

研究一种旨在提高风电场群并网地区的电压稳定的电压无功协调控制方法,通过控制各风场的无功输出,维持接入点电压稳定。提出包含综合灵敏度信息的风电场的电压修正方程,该方程通过雅可比矩阵的降阶方法可消去对电压影响较小的风场远区的有功功率波动,得到更为精确的无功/电压灵敏度。依次选取具有较大的灵敏度系数的风场作为补偿节点参与系统的无功调节,计算无功调整量的分配,在满足运行约束条件的情况下,能有效降低网络损耗。同时考虑不同类型补偿设备的特性,充分利用每个风场的无功补偿设备的无功调节能力完成电压无功协调控制。基于RT-LAB数模仿真实验平台,搭建某实际风电系统仿真模型,通过对风速扰动和负荷跌落两种情况下仿真实验,验证控制方法的准确性和有效性。     

限风情况下风电场群有功分层协调控制策略

针对风电发展与电网建设、负荷分布不匹配产生的弃风限电问题,结合国内风电大规模、远距离集中并网的特点,提出一种适用于限风情况下的风电场群有功分配分层调控策略,包括子场层调控策略和机组层调控策略。采用加权移动平均法对风电功率进行超短期预测,基于多目标函数模型及遗传算法对子场层和机组层分配有功出力任务。以东北某实际风电场群为算例,研究表明,该调控策略能实现风电场和机组有功出力任务的优化分配,可提高电网消纳风电水平、降低线路有功损耗。     

含柔性直流输电的海上风电场群无功控制策略

大规模海上风电场集群并网将对电力系统静态电压稳定产生影响。文章通过研究电网侧发生电压跌落或者上升,提出含柔性直流输电海上风电场集群的协同无功控制策略。该策略以电网故障节点电压快速恢复为目标,考虑了柔性直流输电方式的特点,充分利用交流海底电缆的输电特性,采用就地控制和远方控制相结合的无功控制策略。该策略首先确定含交直流柔性输电系统中的无功控制节点,并计算各节点相对电压跌落或上升节点的电压/无功灵敏度,然后基于无功补偿装置的运行状态、系统潮流分布,求解各节点控制的最大容量,最后利用遗传算法确定各控制节点的无功控制量。以改进IEEE 39节点系统为算例进行了仿真分析,结果表明,该策略提高了海上风电场集群对电网电压的支撑作用。     

适用于短路故障分析的风电场动态等值建模方法

针对风电场集电网络等值较为粗略、对非对称故障时等值模型精确度关注较少的情况,提出一种适用于短路故障分析的风电场动态等值建模方法。首先,依据系统潮流计算结果对集电网络进行等值解耦计算,并采用基于模块度的K均值算法对各风力机端电压进行聚类分析,实现风电机群内的多机聚合。其次,考虑到集电网络分布电容的影响,对聚合后风电场设置集中无功补偿电容。随后,为保证非对称故障过程中等值模型的有效性,提出风电场零序网络的等值方法。最后,基于时域仿真软件PSCAD/EMTDC下搭建的电磁暂态仿真模型,验证了所提动态等值方法的有效性。     

基于CFD和NCPSO的复杂地形风电场微观选址优化

针对复杂地形条件下风电场微观选址技术难度大的问题,提出一种基于数值计算结果和高效优化方法的微观选址优化算法。将测风数据按风向等分成12个扇区,并利用平均风速和CFD对复杂地形的每个扇区进行数值模拟,得到风电场各扇区的风资源分布,提取轮毂高度处的风速和风向分布。优化中风力机的尾流影响采用Jensen尾流模型,风电场风能计算中风速按照威布尔分布处理,并考虑每个扇区风速的大小、概率密度。目标函数为整个风电场的输出功率倒数的对数,自变量为风力机在给定风电场中的位置坐标,约束条件为地形边界和风力机之间的最小距离,优化算法采用该文提出的改进小生境粒子群算法(NCPSO),优化风力机组微观选址的最优解。该文提出优化算法得到的结果与基于高度的经验布置方法(EX-TH)、基于风能密度的经验布置方法(EX-PH)以及普通粒子群算法(PSO)进行比较,证明在复杂地形条件下所提出方法的可靠性与有效性,并可应用于工程实践。     

含高渗透率分布式电源的配电网多目标无功分区及主导节点选择方法

风力、光伏等可再生分布式电源(DG)的大规模接入给配电网电压无功控制带来新的挑战。不恰当的无功控制可能增加线路中无功功率的流动,导致网络损耗增大,而合理的无功分区以及主导节点选择能够帮助实现网络中无功功率的就地平衡和分布式控制。文章基于区域无功平衡、区域内强耦合、区域间弱耦合及无功储备四项指标,提出了一种适合于有源配电网的多目标无功分区优化方法,实现了无功资源的合理分配。针对配电网量测不足的实际情况,综合考虑可控性和可观性提出了区域内主导节点的选取方法。算例采用改进IEEE 33节点系统,通过分布式控制策略验证了所提出分区方法和主导节点选取方法的有效性和优越性,同时对分区结果的各项指标进行了比较分析。     

基于遗传算法的风力机可靠性优化分配方法研究

可靠性分配是可靠性设计的开端。对于风力机这种复杂的机械系统,为了在可靠性分配时实现资金投入最少的目的,首先,根据风力机结构和运行情况,考虑研究制造费用和使用维护成本与可靠度关系建立可靠性分配优化模型;其次,利用遗传算法对风力机可靠性优化分配模型进行优化;最后,进行实例分析和对比。研究结果表明:此方法优化效果明显,分配结果与实际运行基本相一致。提出风力机可靠性分配的意见,论证了此方法的可行性,为风力机可靠性设计提供了一定的参考价值。     

计及无功电源故障的含风电场发电系统可靠性评估

针对现阶段含风电发电系统可靠性评估中尚未考虑无功功率影响的缺陷,在风电场常规可靠性评估模型的基础上,考虑了无功电源故障的影响,建立了风电场综合可靠性评估模型,定义了表征系统局部无功不足的可靠性指标。采用三级切负荷策略对计及有功功率短缺、无功功率短缺、电压越限的含风电场发电系统进行了可靠性评估。根据第三级切负荷策略确定了最佳无功补偿位置,应用就地无功补偿代替负荷切除,有效解决了电压越限问题。并以太原220kV系统为例,验证了该方法的有效性,为确定最佳无功补偿位置提供了依据。