基于改进人工鱼群算法的风电场无功补偿研究

摘要

本文主要研究基于改进人工鱼群算法的风电场无功补偿容量计算问题,首先研究了风电场中异步风机的数学模型和风电场出口无功与有功功率的关系,确立了风电场无功补偿的多目标函数,然后将多目标函数转换成关于风电场出口电压和功率因数的单目标函数,借助MATLAB软件进行编程,用牛顿拉夫逊潮流算法计算风电场出口的电压,再应用改进人工鱼群算法计算风电场无功补偿容量,无功补偿后得到满足风电场出口电压和功率因数,最后将风电场接入IEEE14系统进行算例仿真验证,得到的结论是合理有效的。全文分五章:
　　第一章主要介绍风力发电的国内外研究发展现状、研究意义、风机的不同类型及无功补偿特性,然后对本论文的主要研究工作和论文的框架做出了基本介绍。
　　第二章主要研究风电场风机的发电原理及风机的数学模型,为研究风电场无功补偿做理论准备,得到风电场出口处无功功率和有功功率及电压的关系。
　　第三章研究了含风电场的电力系统潮流计算。分析得到将风电场出口节点处看做PQ节点进行潮流计算,潮流计算用的方法是牛顿拉夫逊方法,并将风电场接入IEEE14系统进行模拟仿真,获得了在没有无功补偿的情况下的风电场出口电压和功率因数,并对其进行分析。
　　第四章研究了人工鱼群算法的改进问题,首先介绍了人工鱼群算法的原理及实现流程,分析人工鱼群算法的缺点,然后用模拟退火算法进行改进,到改进的人工鱼群算法。
　　第五章研究了基于改进人工鱼群算法的无功补偿问题,首先建立了风电场多目标无功优化模型,并应用改进的人工鱼群算法进行求解,确定了无功补偿容量。通过确定算法初始参数的选择,以及对算法程序中的主要函数的输入输出说明,然后将算法应用到风电场接入IEEE14系统中,得到在风速为15m/s条件下,风电场无功补偿容量和补偿后的风电场出口电压及功率因数,最后并对不同风速下的无功补偿容量进行计算,得到不同风速下无功补偿容量和补偿后的风电场电压及功率因数。仿真结果表明了无功补偿能够提高风电场功率因数,增强风电场出口电压的稳定性。

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引言

1绪论

1.1 选题背景

1.2研究意义

1.3风机的不同类型及无功补偿特性

1.4无功补偿的研究概况及发展趋势

1.5论文的主要工作内容

2风力发电机的原理及数学模型

2.1风力发电机的原理

2.2风力发电机的模型

2.3 小结

3含风电场的电力系统潮流计算方法

3.1 引言

3.2风电场出口无功和有功功率的数学模型

3.3风电场潮流计算的节点

3.4风电系统的潮流计算方法

3.5算例分析

3.6 总结

4改进的人工鱼群算法

4.1人工鱼群算法

4.2模拟退火算法

4.3改进人工鱼群优化算法

4.4小结

5基于改进人工鱼群算法的无功容量补偿

5.1风电场无功优化模型的研究

5.2算法

5.3 算例分析

5.4 小结

6总结

参考文献

后记

附录：攻读硕士学位期间发表的部分学术论著