大规模风电并网的电力系统频率响应评估方法研究

钟鑫

摘要：提出一種风力发电的电力系统频率响应快速评估模型，在此基础上，与时域仿真进行对比，给出多种运行方式下系统频率响应曲线与耗时。研究发现，所提评估模型和方法能精确、快速、高效地评估系统频率响应行为。

关键词：频率响应;风力发电;快速评估

0引言

本文搭建了一种涵盖大规模风电机组的频率响应模型，提出了快速评估方法，通过对各种运行情况进行仿真计算，给出频率响应曲线。对比时域仿真的频率响应曲线发现，该模型评估频率响应具有较高精度，并且耗时大大减少。

1风电的频率响应快速评估模型

1.1同步发电机等值模型

如果电力系统含有n台同步机组，且每台等效为单机模型，可以表示如图1所示。

1.2风电机组等值模型

具有调频能力风电机组等值模型如果系统中有n3个风电场参与系统频率调整，等值模型如图2所示。

图中，Hv表示风电机组的虚拟惯性时间常数，Kv表示风电机组的下垂系数。

2系统频率响应等值模型

电力系统切除功率为ΔPa的发电机/厂，如果视作瞬间过程，即当成阶跃响应，有ΔPa（s）=ΔPa（t）/s，根据图1、2、3、4，可以建立系统频率响应等值模型，如图3所示。

3算例仿真验证

3.1仿真系统简介

采用西门子公司开发的PSS/E34.1电力系统仿真软件，搭建10机39母线新英格兰系统进行仿真分析。研究不同案例下，在MATLAB中所建立的等值模型用于系统频率响应评估的正确性。具体情形如表1所示。

3.2不同系统组成下频率响应评估

图4给出了10机39母线新英格兰系统在不同情形下切除一台大功率发电机组时，快速评估模型和时域仿真得到的频率响应曲线。

4结语

通过以上研究可知，采用本文所提模型和评估方法对系统频率响应进行评估，精度高，耗时少，对风电接入电力系统规划和运行调度具有重要意义。

参考文献

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