基于人工鱼群算法风电场等值分析-电力系统及其自动化专业论文.docx

三峡大学硕士学位论文 三 峡 大 学 硕 士 学 位 论 文 II II 内 容 摘 要 随着国内对大规模风电场的规划、建设和运行，近年来风力发电发展迅速，在电 力系统中的比例日益增加，风电机组单机容量和风电场并网的建设规模也都逐渐扩 大。中国风电呈现“以大规模集中接入、远距离输送、大范围消纳”为主，“以大规 模分散接入，就地消纳”为辅的特点，以及风电电源出力、控制特性决定了风电并网 对电网运行有很大影响。做为新能源的风能有一定的随机间歇特性，对机组并网运行 时电力系统的动、暂态特性会产生一定的影响，相对应地关于风电系统并网运行的研 究课题也会逐渐增多。国内大规模风电场中风电机组数较多，若对每一台机组分别进 行详细建模，那么列写的微分方程组也会越多越复杂，需要仿真的时间也会变长，因 此建立合适的风电场等值模型无论是论证风电场的建设还是接入电网后的安全运行 都有重要的意义。它可以在风电场建造过程中提供理论基础，也为并网运行，研究风 电场的电压调节稳定性、低电压穿越、电能质量等方面提供理论依据。 当前我国风电系统大多是变速恒频风电机组，以双馈异步风电机组作为主流机型 之一，因此本文以双馈异步发电机组为研究对象来研究风电场等值问题。首先，介绍 了双馈风电机组各部分的基本工作原理、控制部分的数学模型和相关的风速模型。其 次，针对大规模风电场风电机组数量大，分析了风电场几种常见的等值方法，包括容 量加权等值法、改进加权等值法、参数变换等值法和变尺度降阶等值法等。针对双馈 风电场分别在机组参数相同和不同情况下，分析了详细模型，容量加权等值法和变尺 度降阶等值法的动、暂态特性。再次，介绍了人工鱼群智能算法的基本原理和相关的 算法步骤，提出了基于人工鱼群算法来求解双馈异步机的等值参数的方法。最后，本 文采用 Matlab/Simulink 仿真软件，以容量加权等值模型为比较对象，对双馈风电机 组在机组参数相同和不同的情况下，分析比较得出基于人工鱼群算法的双馈风电场等 值模型能较准确地反映发电机组的动、暂态特性，具有一定的适用性，验证该等值模 型的正确性和可行性。 关键词：风电场 双馈异步发电机 Matlab/Simulink 等值建模 人工鱼群算法 III III Abstract With the planning, construction and operation of large-scale wind farms in China in recent years, the rapid development of wind power in the power system, the proportion and capacity of wind generators and wind farm construction scale is gradually expanding. Wind power in China to “centralized access to large-scale, long-distance transport, consume a wide range” mainly, to “distributed access to large-scale, local consumptive” Supplement by features, and wind power, control characteristics of the grid-connected wind power has great influence on power grid operation. Random intermittent characteristics of wind energy as a new energy, the unit of grid-connected power system dynamic, transient characteristics will have a certain impact, corresponding to the research subject about wind power grid-connected system will be gradually increased. The wind power generation unit number of the domestic large-scale wind farm is more, if each unit are modeled in detail, the differential equations will more and more complex, simulation time will gro