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基于多场景变权的UPFC在风电并网系统中的多目标优化配置研究
基于多场景变权的UPFC在风电并网系统中的多目标优化配置研究
摘要：随着可再生能源的快速发展，特别是风能的利用逐渐增加，风电并网系统的可靠性和稳定性问题变得更加突出。为了解决这一问题，本文提出了一种基于多场景变权的统一功率流控制器（UPFC）在风电并网系统中的多目标优化配置方法。该方法通过对不同场景下的权重进行调整，实现了风电并网系统在不同操作情况下的平衡。
本文的研究主要基于UPFC技术，在风电并网系统中进行配置优化。UPFC是一种既可以实现无功补偿又可以实现有功流控制的装置，通过在风电系统中加入UPFC，能够有效提高系统的灵活性和稳定性。本文的研究目标是优化UPFC的配置参数以实现风电并网系统的多目标优化。
首先，本文对UPFC的基本原理和工作方式进行了介绍。UPFC主要由串联变压器和并联容性分布补偿器构成，通过调整串联变压器的变比和并联容性的电容值，实现对系统功率流的调控。同时，UPFC还具有多种控制策略，如无源功率控制和有源功率控制等。在风电并网系统中，UPFC可以通过调整电流和电压的相位角来控制各个节点的功率流。
其次，本文提出了一种基于多场景变权的UPFC配置优化方法。该方法主要分为两个步骤：场景划分和权重调整。首先，根据风电并网系统的运行情况，将系统划分为多个场景。每个场景具有不同的特征，需要采用不同的控制策略。然后，根据不同场景的重要性，对权重进行调整。通过调整权重，可以实现在不同场景下对UPFC的配置参数进行优化。
最后，本文通过仿真实验对所提出的方法进行了验证。基于Matlab/Simulink平台，建立了风电并网系统的模型，并设置了不同的场景和权重。通过对比不同配置参数下系统的性能指标，如无功补偿率、功率因数和电压波动等，验证了所提出方法的有效性。实验结果表明，通过多场景变权的UPFC配置优化方法，可以实现风电并网系统在不同操作情况下的多目标优化。
关键词：风电并网系统；UPFC；多目标优化；多场景变权；配置优化
Abstract:Withtherapiddevelopmentofrenewableenergy,especiallytheincreasingutilizationofwindenergy,thereliabilityandstabilityofwindfarmgrid-connectedsystemhavebecomemoreprominent.Inordertosolvethisproblem,thispaperproposesamulti-objectiveoptimizationconfigurationmethodbasedonmulti-scenariovariableweightsforUnifiedPowerFlowController(UPFC)inwindfarmgrid-connectedsystem.Thismethodachievesthebalanceofwindfarmgrid-connectedsystemunderdifferentoperatingconditionsbyadjustingtheweightsindifferentscenarios.
TheresearchofthispaperismainlybasedonUPFCtechnologyandconfigurationoptimizationinwindfarmgrid-connectedsystem.UPFCisadevicethatcanachievebothreactivepowercompensationandactivepowerflowcontrol.ByintroducingUPFCintowindfarmsystem,theflexibilityandstabilityofthesystemcanbeeffectivelyimproved.TheresearchobjectiveofthispaperistooptimizetheconfigurationparametersofUPFCtoachievemulti-objectiveoptimizationofwindfarmgrid-connectedsystem.
Firstly,thebasicprincipleandworkingmodeofUPFCareintroduced.UPFCmainlyconsistsofseriestransformerandparallelcapacitivecompensation,whichcancontrolthepowerflowofthesystembyadjustingtheturnsratiooftheseri