大规模风电并网的电力系统无功补偿研究

【摘要】：_大规模风电并网给电力系统安全、稳定运行带来重大的影响,其中最突出的一个问题是风电场并网运行会引起电力系统无功的变化,进而影响系统电压,严重情况下甚至导致电压崩溃。因此研究大规模风电并网的电力系统无功补偿问题具有重要的现实意义和参考价值。本文主要研究工作如下： (1)分析了双馈型风力发电机组的运行原理及静态数学模型,并总结了其有功、无功功率特性。 (2)总结分析了对静态电压稳定性分析方法、无功/电压常见控制措施进行研究,为本文后续提出无功补偿策略提供理论支持。 (3)对微分进化算法中原有的变异策略进行改进,并引入增强算子。应用改进的微分进化算法确定含风电场电力系统的无功补偿容量,给出了无功补偿策略的实施流程。 (4)研究了Python与PSS/E的交互调用,给出了Python调用PSS/E的流程图。在此基础上应用Python实现了基于改进的微分进化算法的含风电场电力系统的无功补偿计算,并给出了详细的程序流程。 (5)以某实际电网为算例,结合含风电场电力系统的特点给出了改进微分进化算法各参数变化对结果的影响,对采用本文补偿策略之后电压水平的变化结果进行仿真分析；对改进的微分进化算法和微分进化算法在无功补偿中的补偿效果进行了比较与分析；对按变压器容量和按无功补偿度进行补偿的效果进行了对比分析,结果表明采用本文所提出的无功补偿策略后,系统的稳定性明显提高,从而证明了本章提出的无功补偿策略的有效性与可行性。 【关键词】：风电并网 无功补偿 改进微分进化算法 Python PSS/E
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM714.3;TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 选题背景及意义9
• 1.2 国内外风电发展现状9-11
• 1.2.1 世界风电发展概况9-10
• 1.2.2 国内风电发展概况10-11
• 1.3 课题的国内外研究现状11-12
• 1.4 本文的主要工作12-14
• 第2章 风电机组模型及静态电压分析理论基础14-27
• 2.1 并网风电机组的分类14-16
• 2.1.1 普通异步风力发电机组14
• 2.1.2 双馈型风力发电机组14-15
• 2.1.3 永磁同步风力发电机组15-16
• 2.2 双馈型风电机组的稳态数学模型16-20
• 2.2.1 双馈型风电系统运行原理16-18
• 2.2.2 双馈型风电机组有功功率特性18
• 2.2.3 双馈型风电机组无功功率特性18-20
• 2.3 含双馈型风电机组的电力系统潮流计算方法20-22
• 2.4 电压稳定性静态分析22-26
• 2.4.1 静态电压稳定性指标22-23
• 2.4.2 电压稳定性分析方法23-24
• 2.4.3 无功/电压控制措施24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 基于改进的微分进化算法的含风电场电力系统的无功补偿27-38
• 3.1 风电场的无功补偿27-29
• 3.1.1 风电无功需求特点27
• 3.1.2 风电场无功补偿装置27-28
• 3.1.3 风电场无功补偿容量确定方法28-29
• 3.2 微分进化算法基本原理29-32
• 3.2.1 微分进化算法要点30-31
• 3.2.2 微分进化算法控制参数31
• 3.2.3 微分进化算法流程31-32
• 3.3 微分进化算法的改进32-34
• 3.3.1 引入增强算子的微分进化算法(MPDE)32-33
• 3.3.2 微分进化算法的改进33-34
• 3.4 基于改进微分进化算法的含风电场电力系统的无功补偿研究34-37
• 3.4.1 建立模型34-35
• 3.4.2 计算流程35-37
• 3.5 小结37-38
• 第4章 Python与PSS/E交互实现含风电场电力系统的无功补偿计算38-53
• 4.1 Python和PSS/E38-40
• 4.1.1 Python38-39
• 4.1.2 PSS/E39-40
• 4.2 Python与PSS/E的交互应用40-43
• 4.2.1 Python与PSS/E交互调用41-43
• 4.2.2 交互应用举例43
• 4.3 应用Python实现基于改进的微分进化算法的含风电场电力系统的无功补偿计算43-46
• 4.4 算例分析46-52
• 4.4.1 改进微分进化算法参数变化对结果的影响47-48
• 4.4.2 补偿前后系统电压水平变化结果分析48-49
• 4.4.3 几种补偿算法的实现及结果分析49-50
• 4.4.4 不同的补偿方式结果对比50-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 结论与展望53-55
• 5.1 结论53
• 5.2 展望53-55
• 参考文献55-58
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果58-59
• 致谢59

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