本文關(guān)鍵詞：基于多目標(biāo)優(yōu)化的海上風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償研究

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【摘要】：本文以大規(guī)模海上風(fēng)電場(chǎng)為研究對(duì)象,考慮到長(zhǎng)距離海底電纜的充電功率較大,易引起母線電壓波動(dòng)的問(wèn)題。充分利用風(fēng)電機(jī)組變流器的無(wú)功補(bǔ)償作用,同時(shí)依靠風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功設(shè)備實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償,對(duì)此本文做如下研究：首先,提出了一種新型的適用于無(wú)功補(bǔ)償研究的海上風(fēng)電場(chǎng)等值建模方案,改進(jìn)了傳統(tǒng)的單純機(jī)組功率疊加的建模方法,使大規(guī)模海上風(fēng)電場(chǎng)的建模更加接近實(shí)際運(yùn)行情況。對(duì)多機(jī)系統(tǒng)中變壓器進(jìn)行建模分析,同時(shí)對(duì)長(zhǎng)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(chǎng)輸電系統(tǒng)模型和海底電纜參數(shù),分析了海上風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償控制方案和無(wú)功損耗的計(jì)算方法。計(jì)算了不同規(guī)模、不同傳輸距離海上風(fēng)電場(chǎng)采用兩端補(bǔ)償和陸上單端補(bǔ)償兩種方案時(shí)輸出海纜導(dǎo)體損耗,計(jì)算出海纜導(dǎo)體損耗,即風(fēng)電場(chǎng)出力曲線。最后,對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)無(wú)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(shí)對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)的海纜無(wú)功補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)、分組方案和補(bǔ)償效果進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)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(cè)試點(diǎn)電壓波動(dòng)最小為目標(biāo)函數(shù)的無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化方案,并對(duì)該多目標(biāo)函數(shù)求解最優(yōu)值,通過(guò)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(jī)組無(wú)功容量比例分配的優(yōu)化方案進(jìn)行對(duì)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(shí),能夠快速抬升并網(wǎng)點(diǎn)電壓,大大提高了系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償能力,驗(yàn)證了本文所提無(wú)功優(yōu)化方案的有效性。
【關(guān)鍵詞】：海上風(fēng)電場(chǎng) 雙饋式風(fēng)電機(jī)組 多目標(biāo)優(yōu)化 無(wú)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(wú)功補(bǔ)償技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 風(fēng)電機(jī)組無(wú)功控制研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 海上風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)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(wú)功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電場(chǎng)建模與分析15-30
• 2.1 雙饋型風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型15-21
• 2.1.1 雙饋型風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行原理15-17
• 2.1.2 雙饋型風(fēng)電機(jī)組數(shù)學(xué)模型17-19
• 2.1.3 雙饋型風(fēng)電機(jī)組無(wú)功功率特性19-21
• 2.2 多鏈系統(tǒng)中海上風(fēng)電場(chǎng)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(chǎng)的電壓等級(jí)21
• 2.2.2 大規(guī)模海上風(fēng)電機(jī)組排列方式21-23
• 2.2.3 海上風(fēng)電場(chǎng)集電系統(tǒng)等效模型23-24
• 2.3 等效多機(jī)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(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)30-43
• 3.1 風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功損耗研究30-32
• 3.1.1 變壓器無(wú)功損耗30-31
• 3.1.2 集電線路無(wú)功損耗31
• 3.1.3 風(fēng)電機(jī)組影響因素31-32
• 3.2 海上風(fēng)電場(chǎng)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(chǎng)無(wú)功整定層研究34-35
• 3.2.4 海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組無(wú)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(bǔ)償后的電容效應(yīng)系數(shù)38-39
• 3.3.3 海纜二端同補(bǔ)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(chǎng)無(wú)功補(bǔ)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(chǎng)無(wú)功補(bǔ)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(wú)功優(yōu)化方案44-47
• 4.2.1 風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)選取45-46
• 4.2.2 無(wú)功優(yōu)化的節(jié)點(diǎn)功率約束方程46
• 4.2.3 無(wú)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(chǎng)優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償方案47-51
• 4.3.1 高壓交流海底電纜的補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)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(chǎng)無(wú)功分配方案設(shè)計(jì)49-51
• 4.4 軟件仿真試驗(yàn)驗(yàn)證51-61
• 4.4.1 大規(guī)模海上風(fēng)電場(chǎng)工程系統(tǒng)描述51-55
• 4.4.2 大規(guī)模海上風(fēng)電場(chǎng)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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本文編號(hào)：940819