大型光伏电站并网的地区电网无功优化研究

作     者：史富迪 

作者单位：沈阳农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈春玲;李建华

授予年度：2022年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：光伏电站并网 改进粒子群算法 静态无功优化 动态无功优化 

摘      要：光伏发电由于光资源充足、成本低、清洁环保而得到了较为广泛的应用,但由于光伏发电具有不稳定、不可控的特点,增加了该电源的不确定性。随着越来越多的光伏电站接入,其对地区电网的影响不容忽视。本文以朝阳中电500MW光伏发电站(简称“朝阳中电)并网作为实际工程算例,深入分析光伏电站并网对地区电网运行情况的变化。具体研究内容如下:(1)为了研究朝阳中电接入后朝阳地区电网运行情况的变化,本文构建了并网点的无功变化和电压波动分析模型,应用定量分析法证明大型光伏接入电网时,并网点电压会随着馈入电能的大小而出现波动变化,严重时会超出规程允许而越限。这为后续研究朝阳地区电网接入光伏电站后的无功优化问题奠定了理论和实际依据。(2)针对标准粒子群算法容易陷入局部最优解以及计算效率不高的问题,本文通过改进惯性权重的方法有效提升了算法性能。以光伏电站接入后电网有功损耗及并网点电压偏移最小为目标函数建立了多目标函数优化模型,明确了变量约束条件。分别应用电力系统分析程序PSD-BPA(简称“BPA)和改进粒子群算法对朝阳中电并网后的静态无功开展优化分析。仿真实验证明经优化后的方案较BPA计算结果更加优良。(3)采用DIgSILENT/PowerFactory研究朝阳中电并网后电网动态无功优化方案。所得结果表明需在并网点、四家子升压站、果蚕升压站分别配置总容量为±80MVar、2台±23MVar和2台±18MVar的动态无功优化装置。该方案可保证朝阳中电项目接入电网后,果蚕升压站高压侧电压依然可以在GB/T 12325-90约束的限度内变动,且该电气指标能够迅速接近柏山变电站母线电压以保障系统健康运行。