含风电系统无功电压控制的鲁棒线性优化方法
风力发电以其绿色无污染、分布广的优势逐渐成为最具经济发展前景的发电形式。但由于风能的不确定性和多变性，风电场接入传统电网后将改变电网无功功率分布和节点电压水平，影响电力系统的网络损耗、电压稳定等。优化电力系统的无功分布和电压水平以及针对不确定性问题的研究方法对风电场可靠并网和电力系统安全稳定运行具有重要意义。
通过分析含风电系统无功电压控制的国内外研究现状，简单评述了该多目标优化问题及其相关解决方法中数学规划类的确定计算和智能计算类的随机优化计算的特点，重点分析了针对不确定性因素所采用的处理随机问题的概率类方法和技术的优缺点，引出了分别采用区间不确定集、椭球不确定集和随机变量分布信息下处理随机问题的鲁棒线性优化方法。
由于无功电压控制是分层优化的，将双层规划运用到电力系统无功电压控制中，首先考虑整个系统总体有功损耗最小和无功分布保持平衡，其次考虑各个变电站、配电线路的无功平衡，或无功补偿设备投入、节点电压稳定。对含风电场系统无功电压控制及其双层规划模型作了相关研究，建立了以系统网损最小为上层优化目标、电压偏差值最小为下层优化目标的数学模型。
传统电力系统无功电压控制问题通常运用确定性方法求解以达到全网网损减小的优化目标，而这类确定性方法在随机性电源接入后不确定性参数增加的情况下不再适用。因此，根据随机变量特征，探讨采用适用于随机变量符合区间不确定集或是按随机变量分布信息的鲁棒线性优化方法，及其对模型化简的对偶理论。
由于鲁棒线性优化方法不要求知道不确定量的概率分布函数，分别以风速和风电出力作为随机变量，考虑以区间不确定集描述风速特征，和利用随机变量分布信息描述风电出力不确定性，将不确定量转化为确定量的形式，建立了系统运行约束条件下的含风电场的电力系统无功电压控制模型。为了便于模型求解，采用了对偶理论将模型简化为一般线性规划模型。
通过对风电场接入IEEE30节点系统采用两种对随机变量处理方式不同的鲁棒线性优化方法进行计算和分析比较。其结果表明，风电的不确定性对风电系统无功分布有明显影响。对于风电场接入系统后，选取作为研究对象的不确定性参数及其处理方法的不同、风速估计值的扰动范围不同，风机参数等因素的不同都影响全网有功损耗和电压水平。运用鲁棒线性优化方法有效解决风电随机性使电网无功分布和电压水平改变的问题，降低系统有功损耗，提高电压水平，保证风电并网后系统的安全经济运行。
风电系统;无功电压控制;鲁棒性;工作原理;技术参数;扰动范围
长沙理工大学
硕士
电力系统及其自动化
周任军
2013
中文
TM761.1;TM614
61
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）