風(fēng)電場(chǎng)電壓閃變與無(wú)功管理研究.pdf

1、隨著不可再生能源的日漸枯竭，風(fēng)電等新型可再生能源正在被不斷引入，并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)量與日俱增，給電網(wǎng)帶來了種種迫在眉睫的問題。
　　 本文在提出若干問題解決方案之前，回顧了當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的種種結(jié)構(gòu)模型，并重點(diǎn)討論了當(dāng)前使用最為廣泛的雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的模型及其兩個(gè)變流器控制策略。
　　 為解決風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)引起的并網(wǎng)點(diǎn)電壓閃變快速評(píng)估問題，可以擬合風(fēng)電機(jī)組出力曲線并使用電網(wǎng)絡(luò)理論。根據(jù)電網(wǎng)絡(luò)理論，風(fēng)電場(chǎng)可以等效為一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)及

2、其相關(guān)阻抗。在分析相關(guān)文獻(xiàn)后，探討了風(fēng)電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的等效問題，從理論上證明了較小容量的風(fēng)電場(chǎng)不會(huì)引起較大的電壓閃變;詳細(xì)描述了IEC61400-21風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，其包括在風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行時(shí)和切換操作時(shí)對(duì)電壓閃變的評(píng)估;同時(shí)簡(jiǎn)略描述了相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電壓閃變限值的要求;通過使用IEC61400-21和IEC61000-4-15對(duì)其開展了分析，提出了一種評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)電壓閃變的實(shí)用方法。最后，以某風(fēng)電場(chǎng)為例，使用該方法進(jìn)行了電能質(zhì)量評(píng)估;并基于

3、相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)評(píng)估值作出了評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明，該風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)短時(shí)電壓閃變值只有0.009185，切換操作時(shí)產(chǎn)生的短時(shí)電壓閃變值更小，遠(yuǎn)低于限值0.8。
　　 在下面兩個(gè)論題開始之前，對(duì)最優(yōu)潮流(OPF)理論作了一個(gè)回顧。最優(yōu)潮流問題就是試圖在電力系統(tǒng)內(nèi)種種等式和不等式的約束下，在目標(biāo)函數(shù)達(dá)到一個(gè)最優(yōu)值時(shí)，得出一組解。第四章討論了當(dāng)前的最優(yōu)潮流種種算法。
　　 為解決風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組無(wú)功出力協(xié)調(diào)的問題，并使得風(fēng)電場(chǎng)在并網(wǎng)點(diǎn)不與電

4、網(wǎng)交換無(wú)功功率，將成熟的最優(yōu)潮流理論及其常用的內(nèi)點(diǎn)法，應(yīng)用到風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的特定網(wǎng)絡(luò)模型中。基于隨機(jī)給定的有功出力和一種特殊的不等式約束條件——每一臺(tái)機(jī)組的視在出力要滿足箱式變壓器的容量要求，對(duì)某個(gè)典型的風(fēng)電場(chǎng)模型開展分析，并提出一個(gè)典型并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)的接線圖和內(nèi)部元件參數(shù)。圖中機(jī)組一共132臺(tái)，符合實(shí)際的大型風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模和結(jié)構(gòu)。使用牛頓——拉夫遜法進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)節(jié)點(diǎn)線路、變壓器編號(hào)的規(guī)律等式和不等式約束的特點(diǎn)，將目標(biāo)函數(shù)定為風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)向外

5、輸送的無(wú)功功率的平方的最小值，編制了C程序。建立了和節(jié)點(diǎn)電壓幅值、相位和機(jī)組無(wú)功功率出力相關(guān)的狀態(tài)變量向量，提出了一種有效的確定風(fēng)電機(jī)組最優(yōu)無(wú)功出力的方法?；诰唧w的結(jié)果和目標(biāo)函數(shù)值，對(duì)這個(gè)方法進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在C環(huán)境下隨機(jī)給定該風(fēng)電場(chǎng)的所有機(jī)組有功出力，進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明，盡管有時(shí)候某幾臺(tái)機(jī)組無(wú)功出力為負(fù)值，目標(biāo)函數(shù)能夠接近于零。編制的程序能夠達(dá)到很好的效果。
　　 第六章考慮儲(chǔ)能裝置變流器效率等因素，基于最優(yōu)潮流理論，提出一種