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风电场动态等值方法研究

作　者: 高群
导　师: 余贻鑫
学　校: 天津大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 风电场 动态等值 恒速恒频风电机组 猴群算法 临界清除时间
分类号: TM614
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着风电场建设规模的日益扩大,风电对接入电力系统的影响也越来越大。所以,对于含有风电场的电力系统,需要建立正确的数学模型,借以实现对该系统进行仿真分析。由于风力发电机的单机容量相对较小,大型风电场往往由数百台风力发电机组成。对于大型互联电力系统,有必要研究接入风电场的动态等值方法,以减少含风电电力系统的分析规模和仿真时间。本文针对恒速恒频风力发电机组,研究其动态等值问题,主要工作如下:1、介绍了恒速恒频发电机组的数学模型,包括空气动力系统模型、传动机构模型、异步发电机模型以及桨距角控制环节模型,并在DigSILENT软件平台上实现了恒速恒频风电机组的建模。2、介绍了可用于大维数系统优化问题求解的猴群算法,并加以改进,将其成功的引入到风电场的动态等值问题中;进而基于DIgSILENT软件平台,使用DPL语言实现了该算法的编程应用。3、介绍了动态等值的定义及流程,以及风电场动态等值的具体实现过程。4、采用临界清除时间作为等值方法的评价标准,对不同型号的异步发电机进行动态等值分析。结果表明,采用猴群算法进行风电场动态等值前后的系统,临界清除时间基本一致,说明了猴群算法应用于风电场等值的有效性;与加权法相比,该算法具有明显的精度优势;与遗传算法相比,该算法更稳定、收敛更快。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-19
  1.1 选题背景及意义  7-8
  1.2 风力发电发展概况  8-14
    1.2.1 世界风能资源分布  8
    1.2.2 国外风力发电发展现状及未来  8-11
    1.2.3 我国风能资源分布  11-13
    1.2.4 我国风力发电发展现状及未来  13-14
  1.3 风力发电与常规能源发电的主要区别  14
  1.4 电力系统的稳定性  14-16
    1.4.1 功角稳定性  15
    1.4.2 电压稳定性  15-16
    1.4.3 频率稳定性  16
  1.5 课题研究现状  16-17
  1.6 本文的主要工作  17-19
第二章 风电系统的数学模型  19-36
  2.1 风力发电原理  19
  2.2 风能基础知识  19-20
  2.3 风力发电机组类型  20-23
    2.3.1 恒速恒频风电机组  20-21
    2.3.2 变速恒频风电机组  21-23
  2.4 风速模型  23-24
  2.5 恒速恒频风电机组的数学模型  24-34
    2.5.1 空气动力系统模型  25-27
    2.5.2 传动机构模型  27-30
    2.5.3 异步电机模型  30-33
    2.5.4 桨距角控制系统模型  33-34
  2.6 大规模风电场对电网的影响  34-35
    2.6.1 对系统稳定性的影响  34
    2.6.2 对电能质量的影响  34-35
    2.6.3 对发电计划和调度的影响  35
  2.7 本章小结  35-36
第三章 猴群算法理论及分析  36-43
  3.1 引言  36
  3.2 优化模型  36-37
  3.3 猴群算法原理及实现  37-41
    3.3.1 解的表示  37-38
    3.3.2 初始化  38
    3.3.3 爬山过程  38-39
    3.3.4 观察-跳跃过程  39-40
    3.3.5 翻过程  40
    3.3.6 算法的终止  40-41
  3.4 应用结果  41-42
  3.5 本章小结  42-43
第四章 风电场动态等值  43-58
  4.1 引言  43
  4.2 等值模型中机群的划分原则  43-44
  4.3 网络化简  44-45
  4.4 相关机群参数聚合  45-47
    4.4.1 对猴群算法的改进  45-46
    4.4.2 猴群算法在等值中的应用  46-47
  4.5 算例仿真分析  47-57
    4.5.1 仿真软件介绍  47-48
    4.5.2 算例系统  48-50
    4.5.3 仿真结果及分析  50-56
    4.5.4 结论  56-57
  4.6 本章小结  57-58
第五章 总结与展望  58-60
  5.1 结论  58
  5.2 展望  58-60
参考文献  60-64
发表论文和参加科研情况说明  64-65
致谢  65

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 各种发电 > 风能发电
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