大容量变速恒频风电机组接入对电网运行的影响分析

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1、2010年4月电工技术学报Vol.25No.4第25卷第4期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYApr.2010大容量变速恒频风电机组接入对电网运行的影响分析1233111黄学良刘志仁祝瑞金杨增辉周赣王朝明季振亚（1.东南大学伺服控制技术教育部工程研究中心南京2100962.无锡供电公司无锡2140613.华东电力试验研究院有限公司上海200437）摘要大容量风电场接入电网会对系统的正常运行造成一定的影响。本文介绍了变速恒频（VSCF）双馈异步风力发电机

2、（DFIG）的数学模型和控制策略，根据其运行特性分析得到由其组成的大容量风电场接入对电网运行造成的不利影响，包括频率波动增大、电压偏差与电压波动增大、暂态稳定性变差等，并提出一些改善以上影响的措施。在电力系统机电暂态仿真软件PSS/E中建立包含风电场的南通电网模型，在风速变化及电网故障下系统的仿真计算结果验证了理论分析的正确性。关键词：风电接入双馈电机频率波动电压偏差暂态稳定中图分类号：TM614ImpactofPowerSystemIntegratedWithLargeCapacityofVaria

3、bleSpeedConstantFrequencyWindTurbines1233HuangXueliangLiuZhirenZhuRuijinYangZenghui111ZhouGanWangChaomingJiZhenya（1.EngineeringResearchCenterforMotionControlofMOESoutheastUniversityNanjing210096China2.WuxiElectricPowerSupplyCompanyWuxi214061China3.EastC

4、hinaElectricPowerTestandResearchInstituteCo.LtdShanghai200437China）AbstractTheintegrationoflargecapacitywindfarmmayposecertaininfluencetopowernetworks.Thisarticleintroducesthemodelandcontrolstrategyofdoubly-fedinductiongenerator(DFIG)belongingtovariable

5、speedconstantfrequency(VSCF).Theanalysisofitsoperationalcharacteristicsconfirmsthefactsthatintegrationoflargewindfarmwillimpactpowernetworkssignificantly,includingfrequencyfluctuation,voltagedeviationandfluctuations,deteriorationoftransientstability.Som

6、emeasuresforimprovementareproposed.BythemodelofNantonggridwhichisbuiltinPSS/E.Theemulationresultsdemonstratethecorrectnessoftheanalysisabovebothinwindspeedfluctuationandsystemfault.Keywords：Windpowerintegration,DFIG,frequencyfluctuation,voltagedeviation

7、,transientstability都在争相发展可再生的洁净能源。风能作为一项绿1引言色能源在我国越来越受到重视，从1986年5月山当今社会能源紧缺，温室效应愈加严重，各国东荣成建成我国第一个并网型风电场，至2008年底，中国风电累计装机容量13242.2MW。据专家估计，我国总共可开发风能资源约为10亿kW，大约收稿日期2009-11-21改稿日期2010-01-11第25卷第4期黄学良等大容量变速恒频风电机组接入对电网运行的影响分析143[1]相当于中国目前电力装机总量的2倍。因此在未来，我国风

8、电仍将快速发展，装机容量必将持续大幅度增加，风电并网容量随之越来越大。但风力发电其自身间歇性、不可控、无调频能力、控制复杂等特点，使得其接入电网后可能给电网带来一系列[2]问题。风电场有功输出主要受风速、气压、温度等多方面影响，经常发生波动，从而可能影响系统的频图1双馈风力发电机结构与控制模型率稳定，特别是当系统备用容量不足时，影响更加Fig.1Thestructureandcontrolmodelof明显。现在风电场多采用基于双馈式异步发电机DFIGw