互联电力网络风电接入能力研究

【摘要】： 风能是一种可被有效转化成电能的清洁绿色能源。随着全球范围的环境问题日益严峻,世界各国越来越重视可再生能源的开发利用,风力发电已成为电能的重要组成部分。随着风电并网机组的大量增加,电网所能接受的最大风电容量成为了风电资源应用的关键问题,同时也是现代电力系统运行和规划的重要问题之一。 通过对互联电力网络风电接入能力问题基本原理的分析,并根据风力发电机组功率输出特性和制约风电接入能力的关键约束,建立了互联电力网络风电接入能力的非线性优化模型。 通过对互联电力网络风电接入能力优化模型的分析,应用了一种基于非线性内点优化的风电接入能力计算方法,找出制约风电接入能力的关键约束。并进一步研究制约互联电力网络风电接入能力的关键约束,编制Matlab仿真程序,并且以IEEE-30节点系统为例进行仿真计算,验证该方法可行性和有效性。该方法可以综合考虑系统的运行约束和运行方式,得到较为准确和符合系统实际运行情况的风电接入极限功率。 最后,针对电网中严重制约风电接入能力的电压水平和电压稳定性问题,应用了一种无功补偿容量的优化配置策略,提高电网的风电接入能力。建立了该问题的双层优化模型,外层利用Tabu搜索方法对电力网络进行无功优化配置,内层在既定的无功配置条件下,运用非线性内点优化方法对风电接入能力进行仿真计算。给出了具体的计算步骤,同样以IEEE-30节点系统为例进行仿真计算,验证该方法可行性和有效性。该方法把Tabu搜索方法和非线性内点优化方法有机的结合起来,对互联电网大规模风电接入的系统进行合理无功补偿优化配置,较有效的提高了电网的风电接入的容量。 【关键词】：风电接入能力 非线性内点法 电压稳定性 Tabu搜索方法
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景10
• 1.2 课题研究的意义10-11
• 1.3 课题的研究动态11-15
• 1.4 课题研究内容15-16
• 第二章 风电接入能力的数学优化模型16-22
• 2.1 引言16
• 2.2 风电机组输出功率特性分析16-18
• 2.3 风电接入的数学优化模型18-20
• 2.3.1 非线性数学优化模型18
• 2.3.2 风电接入能力优化模型的建立18-20
• 2.4 风电机组功率输出特性对优化模型的影响20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第三章 基于非线性内点方法的风电接入能力研究22-41
• 3.1 引言22-23
• 3.2 非线性原-对偶路径跟踪内点算法23-26
• 3.3 风电机组功率输出特性对优化模型中矩阵的影响26-31
• 3.3.1 风电机组输出功率因数为1 的情况26-30
• 3.3.2 风电机组输出功率因数不为1 的情况30-31
• 3.4 算例与分析31-40
• 3.4.1 常规机组均参与有功无功调节的情况33-36
• 3.4.2 部分常规机组带基荷的情况36-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 无功补偿对风电接入能力的影响41-52
• 4.1 引言41-42
• 4.2 风电接入的无功容量配置的优化模型42-44
• 4.3 基于 Tabu 搜索方法风电接入能力的无功配置44-49
• 4.3.1 Tabu 搜索方法的基本原理44-46
• 4.3.2 Tabu 搜索方法无功补偿优化配置策略46-48
• 4.3.3 算法实现的流程图以及求解步骤48-49
• 4.4 算例分析49-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第五章 结论52-53
• 参考文献53-56
• 在学研究成果56-57
• 致谢57

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