大规模风电并网的系统频率稳定性研究.docx

大规模风电并网的系统频率稳定性研究刘观起，吴丽娜（华北电力大学 电气与电子工程学院，河北 保定 大规模风电并网的系统频率稳定性研究 刘观起，吴丽娜 （华北电力大学 电气与电子工程学院，河北 保定 071003） Research on System Frequency Stability of Large Grid-connected Wind Power Liu Guan-qi, Wu Li-na (School of Electrical and Electronic Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071003, China) 0 引言 作为最成熟和最具发展前景的清洁能 源，风力发电近年来保持着强劲的发展势 头，大规模风电并网运行将成为必然趋势。 更具规模化的风力发电不仅顺应了全球能 源结构调整的战略目标，同时更对相关技术 领域提出了更高的要求和挑战。 在我国，风能资源丰富的地区，一般多 为电网末端，电源结构较为单一，电网网架 结构薄弱且调节能力有限，风电大规模接入 对这些地区电网稳定运行带来很大压力；另 外，风电机组大多采用异步发电机技术且出 力具有明显的间歇性和波动性，其对电网安 全稳定的影响与常规同步发电机组不同[1,2]。 随着风电场规模的扩大，风电在电网中所占 比例越来越高，其对电网的影响范围也从局 部逐渐扩大。 风电出力的随机性使得网络潮流变化 存在较大的不确定性，不仅改变了电网潮流 分布、线路传输功率与整个系统的惯量，而 且使系统的暂态稳定性及频率稳定性也受 到影响[3]。当风电并网自身容量相比于电网 容量较小时，其功率的扰动对电力系统的影 响甚微；当并网单元数量增加到一定额度 时，其功率的扰动将有可能影响电网的稳 定，对电网频率造成不利影响，给电网的调 频和稳定运行带来压力[4,5]，从而制约了风能 的大规模开发利用。频率是电力系统的一个 重要运行参数，电力系统频率与有功功率供 需平衡关系密切。由于风电功率的波动性， 大规模风电并网运行势必打破系统原有功 率供需平衡，因此，含大规模风电电力系统 的频率稳定问题显得尤为突出。本文介绍了 ABSTRACT: As large-scale wind power connects to power grid, the frequency stability of power system is affected in a certain degree. When the wind power penetration is low, frequency deviation caused by wind power access can be adjusted through conventional generators output in real-time adjustment. But the system frequency recovery is difficult as the wind power penetration is high. This paper introduces the reasons and disadvantages of fluctuation in the power system frequency. And the frequency stability impact of large-scale wind power access is elaborated. Based on this, this work represents the power system model including wind power. In order to study system frequency stability effects after the wind turbines connect to grid, three cases were simulated including wind fluctuations, decoupling control, and different wind power penetration. KEY WORDS: wind power; frequency stability; grid-connected 摘要：由于大规模风电的接入，电力系统的频率稳 定性受到一定影响。当风电穿透功率较低时，由于 风电接入所引起的频率偏差，可以通过常规