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随着风电场接入电网容量的不断增加,其对电力系统经济运行、调度及控制造成了较大影响,尤其是风速随机波动引起的电压稳定和电压波动问题越来越严重。通常,无功调节的手段包括加装电容器组、电抗器或者静止、动念无功补偿器。目前风电场并网点在母线上安装电容器组以补偿风电机组的无功需求,由于电容器组不能连续调节,调节及时性和准确性受限制,使其无法快速跟踪风速变化造成的电压波动。静止无功补偿器SVC(staticvarcompensator)能快速、连续地对波动性负荷进行补偿,能有效控制电压波动和闪变,同时改善电压稳定性。因此,目前很多风电场都采用电容器组与SVC配合的方式进行无功补偿。 为提高含大规模风电系统的运行经济性和电能质量,本文在不考虑暂态稳定情况下,研究优化加装静止无功补偿器(SVC)的方法,改善含风电场电力系统的电压波动和系统降损问题。首先,由于蒙特卡洛模拟仿真能够真实地反映风电并网后电网运行状态的特性,因此本文采用蒙特卡洛仿真法解决SVC设备装设点的选择问题。通过蒙特卡洛抽样得到风速和负荷状态,对每个状态进行潮流计算,获得各节点电压期望,以此确定补偿点的范围。在该补偿点范围内安装SVC,不仅能够实现降低系统总体网损水平的经济性指标,同时还能保证风电并网后电能质量的稳定性指标。 在确定补偿点范围的基础上,考虑降损效益、投资维护费用和电压偏移指标,采用场景分析法建立目标函数模型,解决了难以准确用数学模型表示文中考虑的不确定因素或随机因素的问题。各系统场景均须满足约束条件,除了包括潮流方程、各场景下节点电压、可调发电机无功出力、可调变压器分接头位置的系统安全约束外,还包括对年投资/收益指标的经济运行约束。在SVC容量优化配置的求解过程中,本文对传统的遗传算法进行了改进,在目标函数中引入了按指数规律变化的动态取值的罚函数系数,并且采用自适应变化的遗传算子和改进的变异操作,使遗传算法的全局优化和局部寻优的能力大为提高。通过建立的模型和改进的GA算法进行求解,在补偿范围内确定SVC的最佳补偿点和补偿容量。 最后,以修正IEEE30节点系统为例进行仿真计算,通过MATLAB得到最优SVC补偿方案,并验证了模型的正确性和算法的有效性。结果表明所提出的方法可有效抑制含风电电力系统的电压波动,提高了系统运行的经济性。