含风力发电的配电网静态电压稳定规划研究

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1、申请上海交通大学硕士学位论文含风力发电的配电网静态电压稳定规划研究系别：电气工程系学科专业：电气工程学号：1120319078硕士生：邓大上导师：房鑫炎上海交通大学电子信息与电气工程学院2015年1月MasterDissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityStaticVoltageStabilityPlanningofDistributionNetworkWithWindPowerAccessAuthor:DengDashangAdvisor:FangXinyanSpecialty:ElectricalEn

2、gineeringSchoolofElectronic,InformationandElectricalEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityJanuary，2015I上海交通大学硕士学位论文含风力发电的配电网静态电压稳定规划摘要静态电压稳定分析可以在一定程度上较好的反映电力系统的电压稳定水平。随着分布式电源尤其是风力发电在电力系统中接入比例越来越高，其对电力系统电压稳定的影响越来越大。因此，如何对风力发电进行选址，并且在风电接入的配电网进行无功优化，提高系统的静态电压稳定水平，是一个值得深入研究的问题。传统无功优化方法通常

3、采用确定型的模型，当忽略随机因素时，确定型方法能较准确的分析无功优化问题。但大量新能源的接入使传统确定型模型面临着巨大的挑战。新能源大量接入以后，节点注入功率为不确定的，在这种情况下，如何提高随机场景下的电压稳定裕度，降低电压越限的风险，是一个亟待解决的问题。此外，由于出力的随机性和波动性，传统的衡量电压稳定的指标已经不能完全适应这一情况，需要新的指标衡量节点变量对于失稳点的影响。该指标要能较好的处理随机场景下鞍节点分岔和极限诱导分岔两种主要的失稳模式，对随机潮流下风电选址、无功规划具有较好的指导作用。本文取得的主要成果如下：II上海交通大学硕士学位论文1）针

4、对传统的失稳模式参与因子对极限诱导分岔（LIB）失效的缺陷，提出了基于节点注入功率空间的电压稳定极限曲面法向量指标用于衡量风力发电接入后各个节点变量对于系统失稳点的影响，进而指导风电选址。该方法克服了传统的参与因子在LIB情况下失效的缺陷，在IEEE33节点系统测试结果验证了其正确性。2）在基于电压稳定极限曲面法向量的指标基础上，对风力接入配电网后无功补偿节点进行选址，在此基础上利用遗传算法对配电网进行无功优化。IEEE33系统的计算结果表明该方法可以改善配电网无功分布，提高电压水平，降低配电网运行的风险。数值分析的结果表明该选址方法可以有效选择系统的薄弱节点

5、，无功优化使得系统各个节点电压分布更加均匀，同时能够给系统运行留出更多裕量。3）本文针对风力发电机出力随机性进行研究，提出一种考虑电压稳定裕度约束的随机无功优化方法。使用基于点估计的随机潮流方法将机会约束转化为确定型约束，并采用带共轭梯度算子的改进遗传算法对优化问题进行求解。数值计算的结果表明本文提出的方法可以降低电压的越限风险。相比于确定型方法，本文的网损优化结果略有增加，但同时电压稳定裕度得到了较大的提升。此外本文采用了一些算法加速策略，仿真结果证明了这些策略的可行性。关键字：风力发电，静态电压稳定，随机潮流，配电网，无功优化III上海交通大学硕士学位论文

6、StaticVoltageStabilityPlanningofDistributionNetworkWithWindPowerAccessABSTRACTStaticvoltagestabilityanalysiscanreflectthevolagestabilitylevelofpowersystemtosomeextent.Withtheincreasingaccessofdistributedgeneration,especiallywindgeneration,itsimpactonvoltagestabilityisbiggerandbigger

7、.Therefore,howtolocatethewindpowergenerationandoptimizereactivepowerconfigurationtoimprovestaticvoltagestabilitylevelwithwindpoweraccessisaproblemworthyoffurtherstudy.Conventionaloptimalreactivepowerdispatchapproachesoperatemostlyusingcertainmethods.Whenrandomfactorsareignored,certa

8、inmethodscananalyze