基于EPT并网的风电随最优谐波潮流

【摘要】：风力发电是当今新能源发电中技术最成熟、经济性较好、最具大规模发电潜力的一种。然而风电出力的随机性导致其并网控制困难，电子电力变压器(EPT)具有一定的潮流控制能力，但电力电子器件又会带来谐波污染。本文讨论风电潮流和谐波的随机性，选择基于EPT的风电并网系统为典型，研究最优谐波潮流问题，选题对于兼容新能源发电的电力系统优化运行具有重要理论和实际意义。 本文对风电通过EPT并网进行了分析，简要介绍了EPT和风力发电，建立了各自的稳态潮流计算模型，对含基于EPT并网风电的电网提出了一套潮流计算修正方案，为后面的谐波分析和优化计算奠定了基础。 本文研究风力发电潮流和谐波的随机性，基于传统的总谐波电压畸变率，引入了谐波的概率指标STHD95和基波电压的概率指标SV95以定量描述随机性。基于三参数Weibull分布和实测风速的期望和方差来描述风电的随机潮流，以及正态分布来描述EPT注入电网的随机谐波，采用交替迭代法计算随机谐波潮流的基础运行点，并以半不变量为基础的Gram-Charlier级数展开法进行随机谐波潮流计算。基于计算结果得出风电潮流和谐波的概率指标，对电网的基波电压水平和谐波电压畸变率进行合理的随机特性评估。 最后，本文构建基于EPT并网的风电随机最优谐波潮流新模型，目标函数中除了网损指标，还以STHD95和SV95构造罚函数，并基于遗传算法寻优，采用动态罚函数的方式，使潮流和谐波的随机性约束条件在控制策略中得以体现。采用IEEE14节点标准算例，对基于EPT并网的风电随机最优谐波潮流编制程序开展分析计算，引入综合指标进行方案合理性评估，验证了所提模型和算法的有效性。 【关键词】：风力发电 EPT 随机最优谐波潮流
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM744
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 选题背景及其意义9-10
• 1.2 随机最优潮流研究现状10-13
• 1.3 本文的主要工作13-14
• 2 基于 EPT 并网的风电潮流计算14-21
• 2.1 风电场的等值电路14-17
• 2.2 EPT 工作原理及潮流计算中的建模17-19
• 2.3 基于 EPT 并网的风电潮流计算修正方案19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 3 含风电的随机谐波潮流计算21-41
• 3.1 随机谐波的概率指标21-24
• 3.2 基于半不变量法的随机谐波潮流计算24-33
• 3.3 含风电的随机谐波潮流计算33-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 计及 EPT 并网风电谐波潮流随机性的随机最优谐波潮流41-56
• 4.1 随机最优谐波潮流建模41-42
• 4.2 遗传算法42-44
• 4.3 含风电的随机最优谐波潮流计算44-55
• 4.4 本章小结55-56
• 5 总结与展望56-58
• 5.1 全文总结56-57
• 5.2 工作展望57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-65
• 附录 1 IEEE14 节点系统65-68
• 附录 2 九宫山发电场68-69
• 附录 3 含风电的 IEEE14 节点系统随机谐波潮流计算结果69-79
• 附录 4 攻读硕士学位期间发表论文目录79-80
• 附录 5 攻读硕士学位器件参与的科研项目80

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