搜寻者优化算法在含风电机组系统最优潮流中应用

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1、第35卷第1期四川电力技术Vo1．35。No．12012年2月SichuauElectricPowerTechnologyFeb．。2012搜寻者优化算法在含风电机组系统最优潮流中的应用冯跃，李明翔，黄彦全(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：针对风力发电机组并网后电力系统的最优潮流(OPF)问题，将搜寻者优化算法(SOA)应用到最优潮流计算模型之中。通过分析风力发电机的稳态数学模型，根据功率守恒原理，得到异步风电机组有功无功出力的表达式，考虑到风电机组的特点，将其作为电压静特性节点处理。建立综合系统经济性和安全性的最优潮流计算的目标函数

2、，该目标函数由网损和静态电压稳定裕度两部分组成，并将搜寻者优化算法运用到最优潮流模型的求解中，并制定该算法的计算流程。算例表明，提出的模型和算法是可行的。关键词-5寻者优化算法；最优潮流；风电机组；PQ节点；网损；电压稳定裕度Abstract：Toobtainoptimalpowerflow(OPF)ofpowersystemwithwindturbinegeneratorsystem，seekeroptimizationalgo—rithm(SOA)isusedforthesolution．Byanalyzingthesteady—statemathem

3、aticalmodelofwindgenerator，theactivepowerandreactivepowerexpressionsofasynchronouswindturbinegeneratorsareobtmnedaccordingtopowerconservationprinciple．Windturbinegeneratorsaretreatedasstaticjointsinvoltagebecauseoftheirdistinctivecharacteristics．Integratingwithecon—omyandsecurity，

4、theOPFoptimizationobjectivefunctionisestablished，whichconsistsofpowerlossandstaticvoltagestabil—itymargin．SOAisadoptedinsolvingthisnewOPFmodelintermsofthecorrespondingcalculationprocess．Thecalculationresultshowsthattheproposedmodelandalgorithmarefeasible．Keywords：seekeroptimizatio

5、nalgorithm；optimalpowerflow；windturbinegeneratorsystem；PQnode；powerloss；voltagestabilitymargin中图分类号：Tm44文献标志码：A文章编号：1003—6954(2012)O1—0012—04随着中国能源结构的不断调整，风力发电装机容rithm，SOA)的含风电机组静态最优潮流算法。假设量逐步加大。风能具有随机性、间歇性和不可调度性不同风速下风机的机械功率与风力发电机电磁有功的特点，这些特点决定了大型风电场并网后对电力系功率相等，同时以经济性和安全性为最优潮流优化目统

6、的影响¨I4J。最优潮流法广泛应用于电力生产中，标，运用搜寻者优化算法对模型进行求解。并通过算对电力系统的经济效益和社会效益有重要影响’。J。例验证了该方法的有效性。含风电机组系统最优潮流(optimalpowerflow，OPF)计算的关键是如何正确建立异步风力发电机模1风电机组的稳态数学模型型，将机组模型与系统最优潮流模型相结合。在稳态分析中，由于风力发电机的转差率变化不大，可近似目前风力发电机多为异步发电机，异步发电机在认为转差率为一个常数，从而把风电机组视为一个超同步速运行情况下以发电方式运行，发出有功功率PQ节点或建立PQ模型时考虑风电场对无功限

7、制节的同时，需要吸收无功功率以建立磁场，其等效电路点电压的影响7J。文献[8]反映了随着电力市场的见图1[91。图1中，r、，分别为定子绕组电阻和漏发展和电网规模的扩大，电力市场的竞争机制，环保抗；r、分别为转子绕组电阻和漏抗；r、分别为的制约以及电力企业追求电网经济效益的驱使，使电励磁支路电阻和漏抗；s为转差率。网运行在电压稳定裕度很低的工作点，带来电网电压由于≥，忽略定子电阻和铁心的功率损耗，可能失稳的安全隐患。因此，在最优潮流中考虑电压将励磁支路移至电路首端，得到简化的异步风力发电稳定约束十分必要。机等值电路，如图2所示⋯。在简化异步发电机稳态等效电

8、路的基础上，提出根据图2所示电路，可得到风电机组有功功率和一种基于