含风光储联合发电系统的配电网无功优化控制的研究

摘要

风力发电技术和太阳能发电技术是两种相对比较成熟的分布式发电技术，风光储联合发电系统就是把风力发电、太阳能发电和储能装置组合在一起的发电方式，这种发电方式能充分发挥分布式发电在经济、能源和环境中的优势。风光储联合发电系统的接入将改变电网潮流，同时对电能质量和电网安全性产生不利的影响，电力系统无功优化是提升电网运行经济性、安全性和电能质量的重要措施。本文对含有风光储联合发电系统的配电网无功优化问题进行了研究，完成了如下工作：
　　1．建立了风光储联合发电系统的运行模型，分析了其工作模式，建立了联合发电系统在稳态潮流计算中的等值模型，分析了双馈感应风力发电机的功率特性，利用双馈感应风力发电机能发出或吸收无功功率的特点，使其参与到电网的无功调节。
　　2．分析了风光储联合发电系统在不同位置和不同容量并入配电网时，对配电网电压水平和网损的影响。
　　3．介绍了基本的遗传算法，分析了遗传算法的优点与不足，提出了改进的遗传算法以及利用改进的遗传算法求解静态无功优化问题的步骤。
　　4．建立了含有风光储联合发电系统的配电网动态无功优化数学模型，考虑了负荷和风光储联合发电系统输出功率的动态变化，提出利用两阶段优化来求解动态无功优化数学模型，即先不考虑无功控制设备动作次数的限制，利用改进的遗传算法进行静态无功优化，可获得每个时段多组优化解，由这些解所对应的控制变量的取值状态形成第二阶段的控制设备的动作次数寻优状态空间，然后再利用动态规划法对无功控制设备的动作次数进行优化。
　　5．在33节点配电系统上进行算例仿真，利用MATLAB软件中M文件编写了优化程序，仿真结果表明了利用改进的遗传算法和动态规划法分两阶段求解动态优化数学模型具有收敛性好，计算速度快的优点，优化方案既能降低系统网损又能满足无功电压控制设备调节次数的要求，延长了其使用寿命。

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第一章 绪论

1.1 选题背景和意义

1.2 风光储联合发电系统研究现状

1.3 无功优化的研究现状

1.4 本文的研究内容

第二章 风光储联合发电系统模型与等值

2.1风光储联合发电系统运行模型

2.2 风光储联合发电系统在潮流计算中的等值

2.3 风光储联合发电系统无功控制策略

2.4 本章小结

第三章 风光储联合发电系统对配电网的影响

3.1 风光储联合发电系统对配电网电压的影响

3.2 风光储联合发电系统对系统网损的影响

3.3 本章小结

第四章 基于改进遗传算法的静态无功优化

4.1 遗传算法综述

4.2 基于改进遗传算法的静态无功优化

4.3 本章小结

第五章 含风光储联合发电系统的配电网动态无功优化

5.1 含风光储联合发电系统的配电网无功优化数学模型

5.2 动态无功优化的求解方法

5.3 算例分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表的论文情况

附录B 33节点配电系统接线图和参数