闫鹏强，王增平，陈振新



考虑拓扑影响的风电场无功优化策略研究

闫鹏强，王增平，陈振新

(华北电力大学电气与电子工程学院, 河北 保定 071003)

双馈风电机组(DFIG)机群的拓扑结构对风电场无功优化有较大影响。分析了DFIG的无功出力极限，将DFIG作为风电场连续无功源，计及风电场有载调压变压器分接头设置对DFIG机端电压的影响。以风电场内部有功损耗最小为优化目标建立风电场无功优化模型。最后，以丹麦HornsRev1离岸风电场为例，采用粒子群优化算法对所建立的无功优化模型进行求解。仿真结果验证了所提优化控制策略的安全性和经济性。

双馈风力发电机；无功极限；无功优化；粒子群算法；有载调压变压器

0 引言

随着风力发电技术的发展，双馈机组(Doubly Fed Induction Generator，DFIG)已成为兆瓦级风力发电机组的主流机型[1-3]。DFIG可以实现有功功率和无功功率的解耦控制，具有动态调节无功出力的能力[4]。DFIG参与风电场内无功优化，对保证风电场安全经济运行具有重要作用[5]。

许多学者对风电场的无功优化进行了深入、广泛的研究。有参考文献建立了DFIG的稳态数学模型[6-7]，在此基础上提出了计算无功极限的方法[8]，为DFIG参与风电场无功优化奠定了基础。文献[9-12]考虑了DFIG无功出力极限，并从控制电压的角度提出了风电场的无功优化控制策略。

上述研究从不同角度提出的优化方案基本都是将风电场等值为一台容量较大的机组或者几个等效机群，无功优化得到机群总的无功出力后再按比例分到每台DFIG，由于没有考虑到风电场DFIG机群拓扑结构对无功优化的影响，这种分配方法会使得风电场内部有功损耗增加，甚至会影响到风电场内部节点的电压质量，影响风电场运行的经济性和安全性。……