風電場電壓閃變與無功管理研究.pdf

1、隨著不可再生能源的日漸枯竭，風電等新型可再生能源正在被不斷引入，并網(wǎng)風電場的數(shù)量與日俱增，給電網(wǎng)帶來了種種迫在眉睫的問題。
　　 本文在提出若干問題解決方案之前，回顧了當前風電機組的種種結(jié)構(gòu)模型，并重點討論了當前使用最為廣泛的雙饋異步風力發(fā)電機組的模型及其兩個變流器控制策略。
　　 為解決風電場并網(wǎng)引起的并網(wǎng)點電壓閃變快速評估問題，可以擬合風電機組出力曲線并使用電網(wǎng)絡理論。根據(jù)電網(wǎng)絡理論，風電場可以等效為一臺風力發(fā)電機及

2、其相關阻抗。在分析相關文獻后，探討了風電場網(wǎng)絡的等效問題，從理論上證明了較小容量的風電場不會引起較大的電壓閃變;詳細描述了IEC61400-21風電場電能質(zhì)量評估標準，其包括在風電場運行時和切換操作時對電壓閃變的評估;同時簡略描述了相關國家標準中對電壓閃變限值的要求;通過使用IEC61400-21和IEC61000-4-15對其開展了分析，提出了一種評估風電場電壓閃變的實用方法。最后，以某風電場為例，使用該方法進行了電能質(zhì)量評估;并基于

3、相關國家標準，對評估值作出了評價。研究結(jié)果表明，該風場運行時短時電壓閃變值只有0.009185，切換操作時產(chǎn)生的短時電壓閃變值更小，遠低于限值0.8。
　　 在下面兩個論題開始之前，對最優(yōu)潮流(OPF)理論作了一個回顧。最優(yōu)潮流問題就是試圖在電力系統(tǒng)內(nèi)種種等式和不等式的約束下，在目標函數(shù)達到一個最優(yōu)值時，得出一組解。第四章討論了當前的最優(yōu)潮流種種算法。
　　 為解決風電場機組無功出力協(xié)調(diào)的問題，并使得風電場在并網(wǎng)點不與電

4、網(wǎng)交換無功功率，將成熟的最優(yōu)潮流理論及其常用的內(nèi)點法，應用到風電場內(nèi)部的特定網(wǎng)絡模型中?；陔S機給定的有功出力和一種特殊的不等式約束條件——每一臺機組的視在出力要滿足箱式變壓器的容量要求，對某個典型的風電場模型開展分析，并提出一個典型并網(wǎng)風電場系統(tǒng)的接線圖和內(nèi)部元件參數(shù)。圖中機組一共132臺，符合實際的大型風電場規(guī)模和結(jié)構(gòu)。使用牛頓——拉夫遜法進行計算，根據(jù)節(jié)點線路、變壓器編號的規(guī)律等式和不等式約束的特點，將目標函數(shù)定為風電場并網(wǎng)點向外

5、輸送的無功功率的平方的最小值，編制了C程序。建立了和節(jié)點電壓幅值、相位和機組無功功率出力相關的狀態(tài)變量向量，提出了一種有效的確定風電機組最優(yōu)無功出力的方法?；诰唧w的結(jié)果和目標函數(shù)值，對這個方法進行了評價。在C環(huán)境下隨機給定該風電場的所有機組有功出力，進行了仿真。結(jié)果表明，盡管有時候某幾臺機組無功出力為負值，目標函數(shù)能夠接近于零。編制的程序能夠達到很好的效果。
　　 第六章考慮儲能裝置變流器效率等因素，基于最優(yōu)潮流理論，提出一種