基于电力系统暂态稳定分析的风电场穿透功率极限计算.pdf

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1、第26卷第8期电网技术Vol.26No.82002年8月PowerSystemTechnologyAug.2002文章编号：1000-3673（2002）08-0008-04基于电力系统暂态稳定分析的风电场穿透功率极限计算申洪，梁军，戴慧珠(中国电力科学研究院，北京100085)CALCULATIONOFWINDFARMPENETRATIONBASEDONPOWERSYSTEMTRANSIENTSTABILITYANALYSISSHENHong,LIANGJun,DAIHui-Zhu(ChinaElectricPo

2、werResearchInstitute,Beijing100085,China)ABSTRACT:Anapproachtocalculatethepenetrationofwind商业化运营的规模。到2000年底，我国已建成并farmbasedontransientstabilityanalysisispresented.The网风力发电场26座，总装机容量超过340MW。预mathematicalmodelofwindturbineappliedinthecalculation计到2005年将达到全国电力总装机

3、容量的0.3%，takesaccountofcharacteristicsoftheblades,hub,gearbox,即1200MW左右。在未来的几十年中，风力发电shaftandasynchronousgenerator.Usingthisapproach,a还将有更大的发展。practicalpowersystemwithwindfarmisanalyzed,themain然而，风力发电会对电力系统的运行产生一定factorsinfluencingtheinterconnectionofwindfarmwi

4、ththis影响。如：powersystemarefoundandthepenetrationofthispowersystemiscalculated.1）风力发电机是以风作为动力的，其输出特性会直接受风的影响。风的随机波动性和间歇性决定KEYWORDS:windfarm；stability；penetration了风力发电机的有功功率也是波动的和间歇的。摘要：提出了基于电力系统暂态稳定性分析的风电场穿透功2）风力发电机是一种异步发电机，在其发出率极限计算方法。计算中采用的风电场数学模型考虑了风电有功功率的同时还

5、要从系统中吸收无功功率。机组的叶片、轮毂、齿轮箱和连轴器以及异步发电机的特性。当风电场的容量较小时，这些特性对电力系统应用该方法分析计算了一含有风电场的实际电力系统的穿透功率极限，并揭示了影响风电场并网运行的主要因素是频的影响并不明显。随着风电场容量在系统中所占比率波动。例的增加，风力发电对系统的影响就会越来越明显。大风速扰动会使系统的电压和频率产生很大的关键词：风力发电场；电力系统稳定性；穿透功率极限变化，严重时将可能使系统失去稳定。另外，风电中图分类号：TK8；TM712文献标识码：A机组的运行受致于系统的运行

6、条件，当系统运行条1引言件比较恶劣，如电压水平比较低时，风电机组就很风力发电是近一二十年来逐步发展起来的一容易在系统扰动或风速波动下停机，从而使系统造种新型环保发电方式。它没有燃料的加热过程，不成有功缺额，不仅给风电场带来经济损失，也可能会向大气层排放任何有害气体，对减弱温室效应和使系统失去稳定。为了描述某一电力系统中能够承减少环境污染能起到积极的作用。同时它还具有安受的风电场容量，因而引入了风电场穿透功率极限装方便、操作简单、启停速度快和运行维护费用低的概念。等优点。因此，风力发电已成为可再生风电场穿透功率是指风

7、电场装机容量占系统能源中发展最快的一种发电方式，目前已经形成总负荷的比例。风电场穿透功率极限定义为接入系统的最大风电场装机容量与系统最大负荷的百分基金项目：国家“九五”重点科技攻关专题资助项目[1](97-753-02-02)。比。即第26卷第8期电网技术9风电场穿透功率极限=dMh1=(Mw-Mh)(3)系统能够接受的最大风电场装机容量dtTh´100%(1)系统最大负荷dW1=(Mt-Mm)(4)风电场并网容量的增加会引起系统的电压和dtTt频率产生偏差、电压发生波动和闪变，以及电压稳式中Mw为风力机叶片转矩；

8、r为空气密度；Cp为定性受到影响等问题，而且系统为减小风电场发电叶片风能转换效率系数；R为叶片扫风半径；l为间歇性对系统的影响而必须增加旋转备用容量，从叶尖速率比；W为叶片机械角速度；WN为叶片额而使系统的可靠性和经济性下降。因此计算风电场定机械角速度；PN为风力发电机组输出的额定功穿透功率极限非常重要。但由于涉及的因素较多，率；vw为作用于风力机的风速；M