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新能源发电是替代传统化石能源发电不可避免的发展过程,随着我国新能源的发展,风电场的规模不断增加。但由于风电具有随机性、间歇性等特点,其并网后对电网的经济性、稳定性的影响成为电网中新能源消纳过程中亟待探索的问题之一。近年来,双馈风力发电机组(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)成为了风电场应用最多的机型之一,DFIG具有有功功率和无功功率可连续解耦控制的优点,本文在充分考虑了DFIG无功优化能力和DFIG的P-Q特性的基础上分别从静态无功优化和电力市场下动态无功成本优化两方面进行了研究。首先建立了DFIG机组模型,绘制了同步发电机和DFIG机组的P-Q特性曲线。其次,比较了多种现代智能算法的优缺点,并在静态无功优化模型求解中针对粒子群(PSO)算法易陷入局部最优、易早熟等特点在基本PSO算法的基础上混合了遗传算法的杂交概念,提出了一种自适应权重的HPSO算法;在电力市场下含风电场的动态无功成本优化求解中针对HPSO算法难以处理不同类型变量和易早熟等缺点进行了两处改进:(1)在不同维度下采用不同的惯性权重,并用线性递减权重代替固定权重;(2)提出当上一轮迭代粒子适应度大于本轮迭代粒子适应度时,设置该粒子惯性权重为0。在静态无功优化中以华北地区某风电场和含双馈风电场的IEEE30节点系统为例,对所建立模型进行了无功优化求解。最后,建立了DFIG的无功计价模型,并建立了以电力市场下以发电机无功成本、离散设备动作折旧费用、有功网损折合成本和节点电压总偏差为目标函数的动态无功优化模型,提出了一种在风速波动下的无功分段计价策,并以含双馈风电场的IEEE30节点系统为例,对所建立的含风电场的动态无功成本优化模型进行了求解。结果表明:(1)利用DFIG的灵活无功调节能力可以在一定程度上降低风电场内部的有功损耗、支撑风电场内部节点电压;(2)将风电场当做无功优化设备不仅可以降低投资成本,还可以解决某些情况下传统无功调压手段离散化的问题。(3)与传统模型与静态无功成本优化模型相比,所提出的无功成本优化模型能够更有效的降低无功成本并减少离散设备动作,结合所提出的无功计价策略能在较长的时间段降低更多的运行成本。(4)所提出的在风速波动下的风功率分段计价策略能在一定程度上减少因对双馈风电机组无功分配过多而引起的机组有功出力降低的情况。(5)提出的改进HPSO算法可以有效适应无功成本模型,有效提高求解无功成本优化模型时的寻优能力和收敛速度,为无功成本优化的求解提供了一种新的方法。