分散式风电接入配网无功优化控制

摘要

风力发电技术日益成熟，已成为我国电力工业的重要组成部分。国家出台相关政策鼓励分散式风电的发展。分散式风电是将风电机组以分散多点的方式接入低电压配电系统，风能的随机性和间歇性将会引起电网潮流和系统电压的频繁变化，给电网运行带来不利影响。制定分散式风电接入地区的无功优化控制策略，将有助于解决这一问题。本文以分散式风电接入地区配网为研究对象，根据电网中不同无功补偿设备的运行特点制定相关的控制策略，本文主要工作如下: (1)研究风电机组的有功无功出力特性，配电网中无功补偿设备的运行特性。分析配电网中无功补偿设备的配置原则，总结无功补偿设备在配电网的安装地点和容量的选择以及无功功率控制策略。 (2)分散式风电并网会对配电网的运行造成一定的影响。考虑风电出力的波动性和随机性，研究风电机组类型不同，接入位置不同及所接电网负荷不同时配电网的运行状况。并引入了电压网损改善指标，使用改进牛顿拉夫逊法进行潮流计算，分析了分散式风电接入后对电网电压网损的影响程度。通过对IEEE33节点系统的仿真，使用实测风电出力与负荷数据，分析各种情况下风电接入对系统影响的变化规律，为分散式风电接入电网提供了有益的参考。 (3)考虑分散式风电接入电网的影响制定相关控制策略:日无功优化控制和短时无功优化控制。考虑到投切电容器组投切次数限制，而且无功出力无法连续调节的特性，制订日无功优化策略，优化的决策变量为电容器组的投切时间及容量，以一天24小时总有功网损为目标函数;根据SVC/SVG及风电机组的无功出力连续快速调节特性，制定短时无功优化策略，优化决策变量为SVC/SVG及风电组的无功出力，选用全网节点电压偏移额定值最小为目标函数。使用实际电网模型进行仿真，验证优化策略的可行性。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 分散式风电发展现状

1．3 电力系统无功优化研究现状

1．4 本文的主要工作

第2章 风电机组及无功补偿设备运行特性及控制方法

2．1 风电机组及电网中无功补偿设备

2．1．1 风电机组运行特性

2．1．2 无功补偿设备运行特性

2．2 配电网无功补偿设备配置原则

2．2．1 SVC与SVG的配置原则

2．2．2 电容器组的配置原则

2．3 配电网无功设备的控制策略

2．3．1 SVC与SVG控制策略

2．3．2 电容器组控制策略

2．4 本章小结

第3章 分散式风电接入对电网的影响分析

3．1 分散式风电接入后配网电压及网损变化分析

3．2 配网潮流计算方法

3．3 影响评价方法

3．4 算例仿真

3．4．1 系统描述

3．4．2 仿真结果分析

3．5 本章小结

第4章 分散式风电接入后配电网无功优化控制

4．1 控制策略分析

4．2 日无功优化控制

4．2．1 投切电容器组无功优化模型

4．2．2 算法实现

4．2．3 算例仿真

4．3 短时无功优化控制

4．3．1 SVG以及双馈机组无功优化模型

4．3．2 算法实现

4．3．3 算例仿真

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢