含大規(guī)模風電的電力系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定性分析.pdf

1、風電受風速特性影響而具有較強的隨機性和波動性，隨著近年來風電接入電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，其對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的影響也越來越受到人們的關(guān)注。目前的諸多研究表明，大規(guī)模風電的接入會對電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性產(chǎn)生很大影響。然而，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分析方法只能對確定的系統(tǒng)運行狀態(tài)進行相關(guān)分析，無法應(yīng)對含有大量隨機因素的復雜現(xiàn)代電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定分析。因此本文引入概率分析的思想，提出了TPNT-PEM小干擾概率穩(wěn)定分析方法，在考慮風電場間相

2、關(guān)性及風電場輸出功率隨機性變化的場景下，研究含大規(guī)模風電的電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定特性。
　　首先，構(gòu)建含大規(guī)模雙饋感應(yīng)風電機組的電力系統(tǒng)仿真分析平臺，提出了適用于小干擾穩(wěn)定分析的雙饋感應(yīng)風電機組動態(tài)模型及風電場等值模型。雙饋感應(yīng)風電機組的詳細動態(tài)模型主要包括風機機械系統(tǒng)模型，風機電氣系統(tǒng)模型以及相應(yīng)的風機控制系統(tǒng)模型?；诮⒌膯闻_雙饋感應(yīng)風電機組動態(tài)模型，綜合考慮所適用的系統(tǒng)場景、分析精度和計算效率，建立了適用于電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分

3、析的風電場等值模型。以16機五區(qū)域標準系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了含大規(guī)模雙饋感應(yīng)風電機組的電力系統(tǒng)仿真算例，為后續(xù)的小干擾穩(wěn)定分析提供了較為準確、全面和高效的平臺基礎(chǔ)。
　　其次，采用系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定確定性分析方法，以系統(tǒng)仿真分析平臺為研究實例，綜合分析大規(guī)模風電接入對系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性帶來的影響及其產(chǎn)生機理。以算例系統(tǒng)為基礎(chǔ)，多方案綜合對比了風電接入位置、風電接入容量、系統(tǒng)潮流變化和系統(tǒng)負荷水平等因素對含大規(guī)模風電電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性影響

4、。針對算例仿真結(jié)果，結(jié)合實際電力系統(tǒng)運行特點，從振蕩機理層面分析了大規(guī)模風電對系統(tǒng)小于擾穩(wěn)定特性產(chǎn)生影響的原因，并且總結(jié)歸納了部分現(xiàn)象和規(guī)律，為實際電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供了重要參考。
　　然后，考慮風電場間相關(guān)性及風電場輸出功率的隨機性，提出并完善了TPNT-PEM電力系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定性分析方法?；谌A多項式正態(tài)變換(TPNT)處理多風電場間的相關(guān)性，利用2m+1點估計法計算獲得系統(tǒng)狀態(tài)矩陣特征根的概率分布，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)

5、小干擾穩(wěn)定性的概率化描述。引入對非正態(tài)分布隨機變量更為適用的C型Gram-Charlier級數(shù)展開方法，減小計算輸出隨機變量概率密度函數(shù)過程中的誤差?；赥PNT-PEM方法對含大規(guī)模風電的算例系統(tǒng)進行仿真分析，對比研究了不同風電滲透率、不同風電場間相關(guān)系數(shù)對系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定性的影響。
　　最后，引入振蕩失穩(wěn)危險函數(shù)，提出了小干擾概率穩(wěn)定風險評價指標I，對系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定性進行量化評估。通過算例仿真對比，研究了不同風電滲透率、