风力发电并网运行的无功管理

内容概要

Hortensia Amaris博士是马德里卡洛斯三世大学的教授和新能源系统电能质量研究小组的带头人。她的研究领域是可再生能源并网尤其是风力发电并网技术。她在这些研究领域内建树颇多并具有丰富的国际合作经验。她是数个国内和国际委员会的会员，是国际电工技术委员会IEC TC 88/MT 21“并网风力发电机电能质量特性测量与评估”专委会的西班牙代表，也是可再生能源系统与电能质量不同研究机构指导委员会的代表。她在卡洛斯三世大学电气、电子与自动化系承担了数门风电场无功功率管理的研究生课程。

Monica Alonso博士是马德里卡洛斯三世大学电气工程系的副教授。她的研究领域是风能和电动汽车等分布式能源的电力系统优化。她在风力发电预测和可再生能源并网方面做了大量的工作，在各种相关的期刊、会议发表了论文并出版了专著。她在马德里卡洛斯三世大学承担了数门电气工程专业本科生的电力系统分析课程。

Carlos Alvarez Ortega博士是马德里卡洛斯三世大学电气工程系的副教授。他的研究领域是风力发电系统的电气和电子技术。他也参与了数个国际合作项目。

书籍目录

前言

第1章引言1

1.1无功功率和电压稳定性1

1.2电网对无功功率的规范要求2

参考文献7

第2章柔性交流输电系统装置8

2.1静止无功补偿器（SVC）8

2.2静止同步补偿器（STATCOM）11

2.2.1运行模式11

2.2.2控制方法12

2.2.3运行限制条件13

2.2.4STATCOM在风电场中的应用13

2.3STATCOM与SVC的对比14

2.4动态电压恢复器（DVR）15

2.4.1DVR控制15

2.4.2数值结果17

2.4.3定速机组风电场在电压跌落时无功功率的支撑21

参考文献24

第3章风力发电机26

3.1风力发电机原理26

3.2机械模型27

3.3定速风力发电机28

3.4双馈感应发电机29

3.4.1双馈感应发电机的稳态模型30

3.4.2输送到电网的有功功率31

3.4.3输送到电网的无功功率31

3.4.4双馈感应发电机传输功率极限31

3.4.5双馈感应发电机的最大容量35

3.5直驱式风力发电机37

3.5.1直驱式风力发电机的发电容量38

3.5.2PQ容量40

参考文献43

第4章无功功率的优化44

4.1潮流优化概述44

4.2公式化44

4.3限制条件45

4.4基于电压稳定概念的模型46

4.5目标函数的选择46

4.5.1最小化可变成本47

4.5.2可变成本和有功功率损耗最小化47

4.5.3可变成本和燃料成本最小化47

4.5.4与设定点偏离的最小化48

4.5.5多目标方程48

4.6解决无功功率规划的方法49

4.6.1传统方法49

4.6.2改进方法50

4.7实例54

4.7.1初始群体54

4.7.2评估55

4.7.3选择55

4.7.4交叉操作56

4.7.5突变57

4.7.6新群体57

4.7.7最终解58

参考文献59

第5章风电并网电力系统的电压稳定性61

5.1电压稳定的定义和概念61

5.2双母线电力系统的电压稳定62

5.3风电场电压稳定的增强64

5.4最优稳定电压66

5.5案例研究68

5.5.1IEEE14母线电力系统68

5.5.2应用案例72

参考文献75

第6章无功功率管理77

6.1无功功率规划77

6.1.1目标函数77

6.1.2现有的140母线系统结果79

6.2多目标规划84

6.3无功功率辅助设备86

6.3.1低谷期电力需求和最大风力发电量87

6.3.2低谷期电力需求和最小风力发电出力88

6.3.3高峰期电力需求和最大风力发电出力88

6.3.4高峰期电力需求和最小风力发电出力89

6.4无功功率调度90

参考文献93

附录94

附录A母线负荷数据94

附录B线路数据98

作者简介

大量风力发电接入电力系统会带来电压稳定性方面的问题，如何更好地解决这个问题近年来已经成为电力系统无功功率规划管理所必须要考虑的事情。本书在介绍各国电网运行规范、各种无功功率补偿设备以及风力发电机的基础上，重点介绍了风力发电并网运行情况下的无功功率规划管理控制策略及其相关的电压稳定性问题，最后分析了有大量风力发电接入电力系统后无功功率优化管理所带来的效益。本书既有传统无功功率补偿方法的介绍，也有风力发电并网运行后无功功率优化管理的新型控制策略分析。因此，本书非常适合于从事电气工程、新能源发电并网运行方向研究的工程师、研究生及高年级本科生阅读。

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