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风电场无功功率补偿研究
戚鑫1车文学2
(1、东北电力大学研究生学院，吉林吉林1320122、华北电力大学，北京102206）
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摘要：随着风能的大力开发，风电场无功补偿已成国内外研究的热点。由于风电场的特殊性，风电场一股处于电网本端比较海弱的地方，输出有功随风速波动变化，输电电缆和输变电设务消耗的无功功率也随之变化，影响风电场和地方电网的电压稳定和无功潮流，目前还没有很成热的补偿无功功率方法。在之前研究的基础上，从而进行深入研究，比较多种无功补偿方案，并进行对比无功补偿优化措施
关键词：无功补偿：风电场：遗传算法
由于我国风能资源充足，但适合大规模开发风电的地区一般都处于电网末端.这些地方网架结构比较薄弱.并且风能其有间歌性和随机性，是一种波动的能源，风电机组的有功随风速而波动变化。因而大型风电机组并网给电力系统安全、稳定运行带来重大的影响，其中最笑出的间题就是风电场及接近风电场的区域电力网电压质量严重下降，固为风电场的并网引起系统无功的变化，进面影响系统电压，基至可能导致电压期资。所以风电场无功-电压稳定间题将是电力系统所面临的重要技术间题，如不解决这一间题，可能会阻碍风电的发展，特别是将限制大客量风力发电场的建设。从而必须根据风电机组运行特性在风电场规划阶段根据风电机组运行特性计算系统潮流，针对大容量风力发电场接入电网后对电网电压的影响原固，给出合理的无功优化补偿方案，保证电压稳定、改善电能质量，提高电网对风电的吸纳能力
1风电场无功补偿的国内外研究现状
风力发电是将风能转化为电能的发电技术，是分布式发电技术中较成熟的一种，不仅能减少环境污染，还能减小电力系统的燃料成本，有着可观的经济效益。但考虑风电场的特殊性，风电场风速随机性和间歇性及其通常接人到电网结构薄弱地段，给系统电网安全可靠性带来影响，尤其无功不足引起电压变化，严重时基至可能导致电压崩遗。因而国内外专家学者已对风电场无功-电压关系的影响及其无功优化补偿开展了广泛而深入的研究。风电场中风力机并不发无功功率，而变压器和线路等需要无功功率，在此只考虑并网风电场，如不进行无功补偿，会造成地方系统向风电场倒送无功，既会造成有功网损的增加又会影响系统的电压稳定；而且风速的间款性和随机性，会给风电场的电压带来巨大的波动，严重时会影响地方电力系统电压稳定。因此，针对风电场的电压稳定而进行的无功补偿间题近些年一直学者关心的热点。
风力发电场对电网电压的影响主要表现为：a.启动时对电网的冲击;b.运行中对电网电压的影响。目前，风力发电机组一般都采用异步发电机，如不加以限制，其并网冲击电流可达到额定电流的 5~8借，需采用特殊的技术措施加以限制。一般风电机组可运行的有效风速范围为3~24m/s。由于风力的随机性和间歌性难以预测，当出现阵性风或虽然连续但脱离了有效风速范围，都将造成风力发电功率大幅度的变化，对系统的频率和电压造成影响。考虑对电网频率的影响，电网对风电的吸纳能力约为电网总容量的10%；对电网电压的影响以风电接人点最为严重，其影响更为显著。
2风电场无功优化补偿算法研究现状
目前国内外学者在无功优化补偿算法方面做了大量的工作，提出了不少算法，主要有经典数学优化算法和新型智能优化算法。
经典数学优化算法：a.非线性优化算法。无功优化补偿的数学模型是非线性的，如果直接用非线性优化方法对原间题进行求解，就可能避免线性优化过程带来的误差。bh线性优化算法。线性优化方法的原理就是把目标函数和约束条件全部采用系勒公式展开，略去高次项后，使非线性规划间题在初值点处转化为线性规划间题，用逐次线性逼近的方法来进行解空间的寻优，面通常是采用单纯形法和内点法来求解。
智能优化算法：a.禁忌搜索算法。在Tabu搜索中首先按照随机
所有可行解，取其最好的可行解作为新的当前解。b.遗传算法。遗传算法是近年来兴起的一种自适应搜索算法，尽管目前还没有数学严格证明其良好的收敏机理，但它来源于生物进化的算法规则运用于各种优化计算取得了很好的效果
结束语
基于遗传算法，根据适者生存"的原则，指导在不断改进的解区域中进行搜索，采用多路径搜索，在整个解空间里寻优，不受函数约束条件的限制，可以方便地引人各种约束条件，容易求解带有多参数、多变量、多目标和在多区域但连通性较差的优化间题，故可以准确获得最佳无功补偿方案及补偿容量，从面对风电场无功进行补偿，不仅改善了风电场电压情况亦提高了系统的有功功率，增强系统稳定性，有利于提高输电能力。
参考文献
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