本文關(guān)鍵詞：基于多目標(biāo)優(yōu)化的海上風(fēng)電場無功補償研究

  更多相關(guān)文章： 海上風(fēng)電場 雙饋式風(fēng)電機組 多目標(biāo)優(yōu)化 無功電壓控制

【摘要】：本文以大規(guī)模海上風(fēng)電場為研究對象,考慮到長距離海底電纜的充電功率較大,易引起母線電壓波動的問題。充分利用風(fēng)電機組變流器的無功補償作用,同時依靠風(fēng)電場無功設(shè)備實現(xiàn)海上風(fēng)電場無功補償,對此本文做如下研究：首先,提出了一種新型的適用于無功補償研究的海上風(fēng)電場等值建模方案,改進(jìn)了傳統(tǒng)的單純機組功率疊加的建模方法,使大規(guī)模海上風(fēng)電場的建模更加接近實際運行情況。對多機系統(tǒng)中變壓器進(jìn)行建模分析,同時對長距離海底高壓交流電纜的等值電路和接地方式進(jìn)行深入研究。其次,基于海上風(fēng)電場輸電系統(tǒng)模型和海底電纜參數(shù),分析了海上風(fēng)電場無功補償控制方案和無功損耗的計算方法。計算了不同規(guī)模、不同傳輸距離海上風(fēng)電場采用兩端補償和陸上單端補償兩種方案時輸出海纜導(dǎo)體損耗,計算出海纜導(dǎo)體損耗,即風(fēng)電場出力曲線。最后,對風(fēng)電系統(tǒng)無功優(yōu)化方案的目標(biāo)函數(shù)選取、功率和變量約束進(jìn)行分析,同時對海上風(fēng)電場的海纜無功補償?shù)攸c、分組方案和補償效果進(jìn)行了經(jīng)濟技術(shù)分析,基于目標(biāo)規(guī)劃法提出了以海上風(fēng)電系統(tǒng)整體損耗最小及測試點電壓波動最小為目標(biāo)函數(shù)的無功補償優(yōu)化方案,并對該多目標(biāo)函數(shù)求解最優(yōu)值,通過仿真軟件PSCAD進(jìn)行案例仿真分析,仿真結(jié)果與常用的以機組無功容量比例分配的優(yōu)化方案進(jìn)行對比,仿真結(jié)果表明：本文提出的優(yōu)化方法,在電網(wǎng)電壓跌落時,能夠快速抬升并網(wǎng)點電壓,大大提高了系統(tǒng)的無功補償能力,驗證了本文所提無功優(yōu)化方案的有效性。
【關(guān)鍵詞】：海上風(fēng)電場 雙饋式風(fēng)電機組 多目標(biāo)優(yōu)化 無功電壓控制
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 課題研究背景和意義11-12
• 1.1.1 海上風(fēng)力發(fā)電發(fā)展概況11-12
• 1.1.2 課題研究意義12
• 1.2 無功補償技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 風(fēng)電機組無功控制研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 海上風(fēng)電場無功補償研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主要研究工作13-15
• 第2章 基于無功補償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電場建模與分析15-30
• 2.1 雙饋型風(fēng)電機組的數(shù)學(xué)模型15-21
• 2.1.1 雙饋型風(fēng)電系統(tǒng)運行原理15-17
• 2.1.2 雙饋型風(fēng)電機組數(shù)學(xué)模型17-19
• 2.1.3 雙饋型風(fēng)電機組無功功率特性19-21
• 2.2 多鏈系統(tǒng)中海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)21-24
• 2.2.1 大規(guī)模海上風(fēng)電場的電壓等級21
• 2.2.2 大規(guī)模海上風(fēng)電機組排列方式21-23
• 2.2.3 海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)等效模型23-24
• 2.3 等效多機系統(tǒng)中海上變電站模型24
• 2.4 高壓交流海底電纜模型及接地方式24-29
• 2.4.1 高壓交流海底電纜模型25-26
• 2.4.2 海底電纜等值電路26
• 2.4.3 海底電纜金屬護(hù)套連接地方式26-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 海上風(fēng)電場無功補償控制系統(tǒng)30-43
• 3.1 風(fēng)電場無功損耗研究30-32
• 3.1.1 變壓器無功損耗30-31
• 3.1.2 集電線路無功損耗31
• 3.1.3 風(fēng)電機組影響因素31-32
• 3.2 海上風(fēng)電場電壓特性與控制方法32-36
• 3.2.1 靜態(tài)電壓穩(wěn)定性指標(biāo)32
• 3.2.2 電壓穩(wěn)定性分析方法32-34
• 3.2.3 海上風(fēng)電場無功整定層研究34-35
• 3.2.4 海上風(fēng)電場風(fēng)電機組無功分配層研究35-36
• 3.3 海底電纜電容效應(yīng)與充電功率分析36-39
• 3.3.1 空載線路電容效應(yīng)系數(shù)38
• 3.3.2 海纜一端補償后的電容效應(yīng)系數(shù)38-39
• 3.3.3 海纜二端同補后的電容效應(yīng)系數(shù)39
• 3.4 考慮海底電纜的海上風(fēng)電場無功補償算例分析39-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 基于多目標(biāo)優(yōu)化的海上風(fēng)電場無功補償研究43-62
• 4.1 目標(biāo)規(guī)劃法概述43-44
• 4.2 風(fēng)電系統(tǒng)多目標(biāo)無功優(yōu)化方案44-47
• 4.2.1 風(fēng)電場無功優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)選取45-46
• 4.2.2 無功優(yōu)化的節(jié)點功率約束方程46
• 4.2.3 無功優(yōu)化方案的變量約束方程46-47
• 4.3 考慮海底電纜的海上風(fēng)電場優(yōu)化無功補償方案47-51
• 4.3.1 高壓交流海底電纜的補償?shù)攸c選取48
• 4.3.2 并聯(lián)電抗器組的優(yōu)化分組48-49
• 4.3.3 基于目標(biāo)規(guī)劃法的海上風(fēng)電場無功分配方案設(shè)計49-51
• 4.4 軟件仿真試驗驗證51-61
• 4.4.1 大規(guī)模海上風(fēng)電場工程系統(tǒng)描述51-55
• 4.4.2 大規(guī)模海上風(fēng)電場PSCAD的仿真建模55
• 4.4.3 仿真結(jié)果及結(jié)論55-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第5章 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果67-68
• 致謝68

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 龍澤強;海上風(fēng)電場開發(fā)[J];太陽能;2000年04期

2 ;愛爾蘭計劃建設(shè)世界上最大的海上風(fēng)電場[J];現(xiàn)代電力;2002年06期

3 ;亞洲最大海上風(fēng)電場選址浙江岱山[J];現(xiàn)代電力;2005年01期

4 邢作霞;陳雷;王超;程志勇;;歐洲海上風(fēng)電場及其運行經(jīng)驗[J];可再生能源;2006年03期

5 譚志忠;劉德有;王豐;楊志;;海上風(fēng)電場的規(guī)劃[J];上海電力;2007年02期

6 李健英;;制約我國海上風(fēng)電場建設(shè)的因素分析[J];上海電力;2007年02期

7 Martin Junginger;Andre Faaij;Wim C.Turkenburg;呂斌;;海上風(fēng)電場降低成本前景分析[J];上海電力;2007年04期

8 張毅強;沈津;;漳浦六鰲海上風(fēng)電場建設(shè)可行性淺探[J];能源與環(huán)境;2009年02期

9 牛剛;;開發(fā)海上風(fēng)電場若干問題淺議[J];中國工程咨詢;2009年07期

10 ;我國首座海上風(fēng)電場并網(wǎng)發(fā)電[J];云南電力技術(shù);2009年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王毅;劉志鵬;周彬;余小明;張宇;;海上風(fēng)電場運行管理的實踐與探討[A];新形勢下長三角能源面臨的新挑戰(zhàn)和新對策——第八屆長三角能源論壇論文集[C];2011年

2 ;西-北歐海上風(fēng)電場投資成本統(tǒng)計[A];《電站信息》2009年第1期[C];2009年

3 葛燕;朱錫昶;李巖;;海上風(fēng)電場風(fēng)機支撐結(jié)構(gòu)防腐蝕對策[A];第十四屆中國海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會論文集（下冊）[C];2009年

4 黃維平;;我國海上風(fēng)電場開發(fā)面臨的機遇和挑戰(zhàn)及解決方案[A];第二屆全國海洋能學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

5 王鳳云;王輝;;國內(nèi)外海上風(fēng)電場現(xiàn)狀及其基礎(chǔ)設(shè)施研究[A];第十三屆中國科協(xié)年會第13分會場-海洋工程裝備發(fā)展論壇論文集[C];2011年

6 江建軍;;淺析海上風(fēng)電場運維安全管理的特殊性[A];中國農(nóng)業(yè)機械工業(yè)協(xié)會風(fēng)能設(shè)備分會2013年度論文集（上）[C];2013年

7 方濤;黃維學(xué);;大型海上風(fēng)電機組的運輸、安裝和維護(hù)的研究[A];中國農(nóng)業(yè)機械工業(yè)協(xié)會風(fēng)能設(shè)備分會2013年度論文集（上）[C];2013年

8 江建軍;;淺析海上風(fēng)電場運維安全管理的特殊性[A];2013電力行業(yè)信息化年會論文集[C];2013年

9 方濤;黃維學(xué);;大型海上風(fēng)電機組的運輸、安裝和維護(hù)的研究[A];中國農(nóng)機工業(yè)協(xié)會風(fēng)能設(shè)備分會《風(fēng)能產(chǎn)業(yè)》（2013年第7期）[C];2013年

10 楊建軍;;大型海上風(fēng)電場開發(fā)對電氣設(shè)計的挑戰(zhàn)[A];2010年度電氣學(xué)術(shù)交流會議論文集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 伊能;聚焦世界首座大型海上風(fēng)電場[N];中國電力報;2006年

2 通訊員 蔡慧 記者 賀耀堂;在連投資建設(shè)海上風(fēng)電場[N];連云港日報;2009年

3 班瑋;德國首個海上風(fēng)電場正式并網(wǎng)發(fā)電[N];中國石化報;2010年

4 李新;丹麥建成世界最大海上風(fēng)電場[N];中國船舶報;2010年

5 李積軒;韓國將耗資82億美元建大型海上風(fēng)電場[N];中國冶金報;2010年

6 記者 徐舉;8個海上風(fēng)電場落戶莊河花園口[N];大連日報;2012年

7 張文藝 張惠敏;六鰲海上風(fēng)電場完成規(guī)劃編制[N];閩南日報;2013年

8 通訊員 張占奎　記者 劉津;海上風(fēng)電場送電系統(tǒng)與并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用課題啟動[N];國家電網(wǎng)報;2013年

9 勵漪;首個大型海上風(fēng)電場示范項目啟動[N];人民日報;2007年

10 王玲;全力推進(jìn)海上風(fēng)電場項目建設(shè)[N];威海日報;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 Ali Raza;含大型海上風(fēng)電場的多端直流輸電系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行與控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 鐘舒雅;海上風(fēng)電場的運營維護(hù)優(yōu)化研究[D];上海大學(xué);2016年

3 何大清;基于直流串聯(lián)的海上風(fēng)電場及其控制[D];上海交通大學(xué);2013年

4 王國強;基于VSC-HVDC海上風(fēng)電場并網(wǎng)控制研究[D];上海交通大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳寧;大型海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)優(yōu)化研究[D];上海電力學(xué)院;2011年

2 陳飛虎;基于多目標(biāo)優(yōu)化的海上風(fēng)電場無功補償研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

3 李杰;海上風(fēng)電場的電網(wǎng)接入技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2011年

4 丁揚;海上風(fēng)電場應(yīng)用輕型直流輸電技術(shù)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2012年

5 譚任深;海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計[D];華南理工大學(xué);2013年

6 王梟龍;海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)可靠性評估[D];華南理工大學(xué);2014年

7 孫君洋;大型海上風(fēng)電場內(nèi)部匯集網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究與設(shè)計[D];上海交通大學(xué);2014年

8 黎皓;基于可靠性理論的海上風(fēng)電場運維研究[D];華北電力大學(xué);2014年

9 詹鵬;大型海上風(fēng)電場的混合多端直流并網(wǎng)技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2013年

10 劉波;考慮真空斷路器電氣特性的海上風(fēng)電場暫態(tài)過電壓研究[D];華南理工大學(xué);2015年

，

本文編號：940819