CN102751729A - 含风电场的电网静态电压稳定控制的研究方法 - Google Patents

含风电场的电网静态电压稳定控制的研究方法 Download PDF

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Abstract

一种能对含风电场的电网进行静态电压稳定控制的研究方法。采用灵敏度分析法确定含风电场电网的电压薄弱点；以功率损耗与电压关系为基础的指标函数确定系统的薄弱线路，进而判断出风电场接入电网后对整个系统电压薄弱区域的影响；采用微分进化算法计算了薄弱区域中各点的无功补偿容量，确保了风电场接入电网后电压的稳定。

Description

含风电场的电网静态电压稳定控制的研究方法
技术领域
本发明属于含风电场电网的无功控制技术领域，尤其是提供了一种确定含风电场电网的无功补偿点以及无功补偿容量的方法。
背景技术
近年来，能源短缺、气候变化以及环境污染问题已成为世界关注的焦点问题。风能由于具有储量大、可再生、分布广泛、无污染等优势已被广泛应用于发电领域。如今的风电应用形式已从小容量本地使用发展成为大规模集中并网方式。由于风能具有很强的间歇性和随机性，大规模风电场并网运行对电网的电压稳定性、安全性等均带来了不可忽视的影响。本发明采用的静态电压稳定控制的研究方法将为含风电场的电网无功控制提供技术支持。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含风电场电网的无功补偿位置选择及补偿容量的确定方法，该方法不仅能快速找出大规模风电场并入大型电网后的电压薄弱点，而且能准确计算出相应的无功补偿容量，从而能更有效地控制含风电场电网的电压水平。更迅速，更经济。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用灵敏度分析法对含双馈风电机组的电网进行了静态电压稳定分析，以节点电压与负荷总无功功率的微分值判定电压的薄弱情况；采用以功率损耗与电压的关系为基础的指标函数对系统的薄弱线路进行了故障排序，综合电压薄弱点与薄弱线路，确定风电场接入电网后电压受影响较重的区域，即电网的电压稳定薄弱区域。采用微分进化算法计算薄弱区域的无功补偿容量，确保了系统的电压稳定。
本发明的有益效果是，为确定含风电机组的大型电网的电压薄弱区域提供了一种简便的方法，同时各薄弱点的无功补偿容量也能得到快速确定。
本发明使用的微分进化法是一种高效率的智能优化计算方法。该算法源于遗传算法，但由于不需进行编码和解码操作，使用上大为简化，被认为是一种极具潜力的跨学科优化算法。相对于其他的智能算法，微分进化算法收敛速度更快。
附图说明
图中本发明中微分进化算法的流程图。
具体实施方式
对含有风电场的电网进行潮流计算。采用灵敏度指标对含双馈风电机组的电网进行静态电压稳定分析确定电网的电压薄弱点。灵敏度分析法采用的指标为：各母线的电压对系统总负荷功率的变化率即电压-功率灵敏度，其表达方式如式(1)所示：
Li＝dUi/d∑QL                      (1)
其中，Ui为母线的电压，∑QL为系统总负荷无功功率。灵敏度越大，表示系统无功变化对节点电压的影响也越大，说明该节点越薄弱。对灵敏度数值进行排序，可获得各节点的电压薄弱情况。
薄弱线路的确定采用以功率损耗与电压的关系为基础的指标函数，其定义如式(2)所示下：
PI = Σ i = 1 L X i P i 2 - - - ( 2 )
式中Xi为支路i的电抗；Pi为支路i的有功潮流；L为参与计算无功损耗指标的支路集合。指标PI反映了在不同系统状态下的无功损耗。当负荷增加时，输电线路无功损耗也同时增加，无功需求的增加通常会导致系统电压的下降，由此，确定了系统中的薄弱线路。
综合电压薄弱点与薄弱线路，确定风电场接入电网后电压受影响较重的区域。为保证电压薄弱区域中各点电压达到标准值，考虑采用微分进化算法计算薄弱区域中薄弱点的无功补偿容量，其算法思路如附图中所示：目标函数主要考虑保证电压始终维持在标准范围内；约束条件主要指含风电场的潮流约束，风电场及系统其他装置的无功容量约束。通过不断的进化筛选最终确定最佳的无功补偿量。

Claims (1)

1.一种用于含风电场电网的静态无功电压控制的研究方法，其特征在于：采用灵敏度分析法对含双馈风电机组的电网进行了电压稳定排序；以功率损耗与电压的关系为基础的指标函数对系统的薄弱线路进行了故障排序，进而判断出双馈风电场接入电网后对整个系统电压薄弱区域的影响；采用微分进化算法计算了薄弱区域中薄弱点的无功补偿容量，确保了系统的电压稳定。
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