大规模风电并网对系统频率影响分析

风能是目前最具商业化大规模开发潜力的非水能可再生能源,大规模开发利用风能是解决能源和环境问题的有效途径,同时对改善能源结构、保证国民经济可持续发展具有重要的战略意义。 受具有间歇性和难以准确预测特性的风能驱动,风电场输出功率具有波动性和不可准确预测性。在风电穿透功率较大的电网中,由于改变了电网原有的潮流分布、线路传输功率与整个系统的惯量,风电接入后频率稳定性会受到影响。随着风电联网规模的不断扩大,风电功率波动对电网调频影响愈加严重,对电网侧而言,如何把握风电功率的波动特性,可以最大限度地把握风电功率波动可能给电网运行带来的运行负担和安全风险,是大规模风电并网的重要研究课题。 本文首先基于实测数据研究风电功率波动特性,揭示了在风电机组-风电场-风电场群集聚过程中,风电功率波动趋势性变化规律,建立了计及集群效应的风电场群输出功率秒级波动模型。 其次,从电网有功调节幅度和调节速度角度,利用数值仿真方法分析电网一次调频能力,确定了引起电网频率越限的风电功率最大波动量,分析了不同规模风电接入对电网频率影响。 再次,研究了电网中风电集中接入变电站所接风电因故障全切后对频率影响,以及以电网调频能力为约束条件,接入点变电站所允许集中接入风电的最大装机容量。 最后,基于Matlab/GUI开发了用于分析风电功率波动特性以及电网一次调频能力的分析软件。