联网风电功率波动对电力系统频率影响评估.pdf

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1、第35卷第4期太阳能学报V0l_35．No．42014年4月ACTAENERGIAESOLARISSINICAApr．，2014文章编号：0254-0096(2014)04-0617-07联网风电功率波动对电力系统频率影响评估崔杨，刘嘉，严干贵，谭志辉2，徐广鑫3(1．东北电力大学电气工程学院，吉林132012；2．南方海上风电联合开发有限公司，珠海5190853．吉林省电力有限公司调度中心，长春132021)摘要：大规模风电功率波动会引起系统频率波动甚至导致系统频率动态越限，危及电网的安全运行。由于风力发电具有单

2、机容量小、随机波动性强等特点，基于阶跃扰动的传统电力系统频率动态分析方法将不再适用。该文构建含大规模风电电力系统频率动态评估方法，该方法利用t-location概率分布模型描述风电功率随机波动特性、采用序贯蒙特卡洛法模拟时序风电功率序列。最后，以某区域电网为例，仿真分析大规模风电场群联网运行对系统频率的影响。关键词：大规模风电联网；风电波动；电力系统频率；蒙特卡洛法中图分类号：TM614文献标识码：A强、选取功率波动样本不能反映风电随机波动特性O引言等问题，导致评估结果不具备代表性和说服力。而随着风电装机容量的增加

3、，具有间歇性、波动性目前研究主要聚焦于风电功率波动引起系统频率偏且难以准确预测的并网风电功率的注入，势必打破电差的具体计算方法或风电有功控制对改善电力系统网原有功率供需平衡机制，引起系统频率波动甚至越频率稳定性的分析；而如何刻画风电功率的随机波限，危及电网安全运行。目前国内外已开展了大规模动特性并将之应用于大规模风电接人对系统频率影风电并网运行对系统频率影响的初步研究，文献[1]响的评估，尚缺少系统的研究。提出一种基于“时一频变换”的评估风电功率波动引起本文提出利用t-location分布模型描述风电功系统频率偏差

4、的方法；文献[2]提出利用概率分布函率的概率分布特性、基于序贯蒙特卡洛法模拟风电数评估风电功率注入系统引起的频率偏差及其概率功率时间序列的思路，来刻画风电波动的随机性；构分布的方法；文献[3]研究了利用系统复合传递函数建含大规模风电电力系统频率动态评估方法，以某评估风电并网运行对电力系统频率影响的方法，并提区域电网为例分析大规模联网风电功率波动对系统频率的影响。出利用火电机组的调速器动作抵偿风电功率波动能够提高风电的穿透水平；文献[4]通过仿真分别分析1风电功率波动的概率分布特性了相同风速、不同风电穿透水平下的风电

5、功率扰动对风电功率波动特性分析是评估大规模风电联网系统频率的影响，以及风电场出力不变、互联系统在运行对系统频率影响的基础。不同联络线发生故障时引起的系统频率动态过程；文献[5]研究了利用风电参与电力系统频率调节以维1．1风电功率波动特性描述持系统频率稳定的可行性和有效性。自然界风能的间歇性决定了风电功率具有不可由于风电机组单机容量小、风电功率连续随机预期的波动性，而这正是风电对接人电网产生影响波动等特点，传统的基于阶跃扰动的电力系统频率的根本原因]。从研究风电功率P对系统频率影动态分析方法将不再适用。此外，直接采用

6、实测风响的角度来说，通常对风电波动的幅度更为关注。电功率数据样本进行频率动态分析会存在人为因素为此，本文定义风电功率差分量指标来反映不同时收稿日期：2013-04—18基金项目：国家重点基础研究发展(973)计划(2013CB228201)；国家自然科学基金(51207018)通信作者：崔杨(1980一)，男，博士、副教授，主要从事大规模风电联网运行关键技术方面的研究。cuiyang0432@163．corn618太阳能学报35卷间下尺度风电功率波动幅值的大小，如式(1)所示。序列，为评估随机波随机波动型功率扰动对

7、电力系△Pmk=P+一P(1)统频率的影响奠定基础。式中，——采样点数；m——差分阶数，m=dt／AT，2．1蒙特卡洛方法概述其中△为采样时间间隔，表示不同的时间尺度。蒙特卡洛方法又被称为随机抽样方法，是一种对于采样间隔整数倍的其它时间尺度可通过上统计学方法，适用于那些无法用确定性模型进行数述指标统计风电功率的波动幅度，为研究风电功率学表征的问题，如：随机模拟电力系统的负荷序列和波动的概率分布特征奠定基础。风电功率序列等。1．2风电功率波动概率密度函数基于蒙特卡洛法的计算过程可归结为以下3个风电功率波动属于随机过程

8、，其数学特征难以步骤：1)构造或描述概率过程；2)实现从已知概率用封闭的数学模型进行描述，采用概率密度函数的分布中抽样；3)建立各种估计量，对模拟实验的结描述方法较为合理。果进行评估。式(2)所示的概率分布函数表示风电波动幅度2．2基于序贯蒙特卡洛的风电波动随机模拟变量小于某定值的概率值。蒙特卡洛随机模拟可分为序贯、非序贯和准序P{≤X}=J／'()dx(一