大規模風電并網的電力系統頻率響應評估方法研究

鐘鑫

摘要：提出一種風力發電的電力系統頻率響應快速評估模型，在此基礎上，與時域仿真進行對比，給出多種運行方式下系統頻率響應曲線與耗時。研究發現，所提評估模型和方法能精確、快速、高效地評估系統頻率響應行為。

關鍵詞：頻率響應;風力發電;快速評估

0引言

本文搭建了一種涵蓋大規模風電機組的頻率響應模型，提出了快速評估方法，通過對各種運行情況進行仿真計算，給出頻率響應曲線。對比時域仿真的頻率響應曲線發現，該模型評估頻率響應具有較高精度，并且耗時大大減少。

1風電的頻率響應快速評估模型

1.1同步發電機等值模型

如果電力系統含有n臺同步機組，且每臺等效為單機模型，可以表示如圖1所示。

1.2風電機組等值模型

具有調頻能力風電機組等值模型如果系統中有n3個風電場參與系統頻率調整，等值模型如圖2所示。

圖中，Hv表示風電機組的虛擬慣性時間常數，Kv表示風電機組的下垂系數。

2系統頻率響應等值模型

電力系統切除功率為ΔPa的發電機/廠，如果視作瞬間過程，即當成階躍響應，有ΔPa（s）=ΔPa（t）/s，根據圖1、2、3、4，可以建立系統頻率響應等值模型，如圖3所示。

3算例仿真驗證

3.1仿真系統簡介

采用西門子公司開發的PSS/E34.1電力系統仿真軟件，搭建10機39母線新英格蘭系統進行仿真分析。研究不同案例下，在MATLAB中所建立的等值模型用于系統頻率響應評估的正確性。具體情形如表1所示。

3.2不同系統組成下頻率響應評估

圖4給出了10機39母線新英格蘭系統在不同情形下切除一臺大功率發電機組時，快速評估模型和時域仿真得到的頻率響應曲線。

4結語

通過以上研究可知，采用本文所提模型和評估方法對系統頻率響應進行評估，精度高，耗時少，對風電接入電力系統規劃和運行調度具有重要意義。

參考文獻

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