由风力发电引起的电力系统强迫功率振荡研究

《由风力发电引起的电力系统强迫功率振荡研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、·由风力发电引起的电力系统强迫功率振荡研究赵书强，范伟（电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室（华北电力大学)，河北保定071003）PowerSystemForcedpowerOscillationInducedbyWindSpeedDisturbanceinWindFarmZhaoShu-qiang,FanWei,（KeyLaboratoryofPowerSystemProtectionandDynamicSecurityMonitoringandControlunderMinistryofEducation(NorthCh

2、inaElectricPowerUniversity)Baoding071003,HebeiProvince,China）ABSTRACT:Thetheoryofforcedpoweroscillationinpowersystemcanexplainthebehavioroflowfrequencypoweroscillationwhichisn’tinducedbynegativedamping.Inthispaper,windspeeddisturbanceisconsideredwhenwindfarmsconnecttop

3、owersystem,andmayarouseforcedpoweroscillation.Amathematicalmodelofwindpowergenerationsetsisestablishedtoresearchtransmissionpoweroscillation.Thesimulationresultsshowthatwhenthefrequencyofthewindspeeddisturbanceisconsistentwithorclosetopowersystemnaturaloscillationfrequ

4、ency,itleadstoforcedpoweroscillationwithhighamplitude.Thehighertheamplitudeofwindspeeddisturbanceis,thelargertheamplitudeoftransmissionpoweroscillation.KEYWORDS:powersystem;windfarm;lowfrequencyoscillation;forcedpoweroscillation摘要：强迫功率振荡理论可以解释电力系统非负阻尼功率振荡。本文考虑了风电场接入电网时

5、，风速扰动引起系统传输功率的振荡。建立风力发电机组模型，仿真分析了风速扰动引起系统传输功率的振荡的情况。结果表明，风速扰动的频率接近或等于系统功率振荡的固有频率时，会引起大幅度的功率振荡。且随着风速扰动幅值的增大，系统功率振荡的幅值也增大。···-453-···关键词：电力系统；风电场；低频振荡；强迫功率振荡02引言随着风力发电规模扩大，风力发电对电网的影响越来越大。风能具有较大的不确定性，其不确定性表现为风速、风向和风密度的不确定，这将导致输出的功率不能像传统的火电、水电那样保持恒定，可能存在着持续的周期性小扰动，当接入电网的风机

6、容量不断增大时，这种不确定性会对电网的正常运行产生较大影响。电力系统中发电机运行时，在扰动情况下会发生转子间的相对摇摆，输电线上功率也会发生相应振荡，由于其振荡频率很低，一般为0.1～2.5Hz，故称为低频振荡[1]（又称为功率振荡，机电振荡）。系统一旦发生低频振荡，可能会持续一段时间消失，也可能振荡幅值保持增长，破坏系统的稳定性。因此，对低频振荡机理进行研究并采取相应的抑制措施具有非常重要的意义[2]。低频振荡的产生原因一直是电力学者的研究重点，其中研究得最早、理论最成熟并得到广泛接受的是负阻尼机理，按照其思想设计的电力系统稳定器

7、(PSS)对低频振荡起到了很好的抑制作用[3]。分叉理论和混沌现象则是近些年考虑电力系统非线性而提出的新理论[4-6]。参数谐振机理是指电力系统受到外界周期性扰动时，其扰动频率与系统的自然振荡频率存在某种关系时，因谐振而产生大幅度的电气振荡，当其处于低频区时表现为低频振荡[7]。强迫功率振荡是引起电力系统低频振荡的原因之一。文献[8]通过特征值分析法分析电力系统强迫功率振荡机理，指出了这类强迫功率振荡与负阻尼低频振荡的不同。基金项目：国家科技支撑计划(2008BAA14B05)NationalKeyTechnologyR&DProg

8、ram(2008BAA14B05)···-454-···文献[9]以单机无穷大系统模型为基础，阐述了电力系统强迫功率振荡的基础理论，分析了影响电力系统强迫功率振荡的主要因素。文献[10]在原动机输出功率上加一小的正弦扰动，其频率与电力