风电比例对风火打捆外送系统功角暂态稳定性影响_汤奕

第50卷第6期电力系统保护与控制Vol.50 No.62022年3月16日Power System Protection and Control Mar. 16, 2022DOI: 10.19783/ki.pspc.210687大规模风电并网对送端系统功角稳定的影响研究盛四清1，俞 可1，张文朝2，赵 峰3，王 蒙4，赵 伟3(1.华北电力大学电气与电子工程学院，河北 保定 071003；2.北京科东电力控制系统有限责任公司，北京 100192；3.国家电网公司华北分部，北京 海淀 100053；4.国家电网公司西北分部，陕西 西安 710048)摘要：随着我国风电能源的不断发展，大规模风电集中接入电网对送端系统暂态功角稳定的影响问题仍然不容忽视。

以双馈型风电集中接入受端大系统为分析对象建立等效模型，并基于双馈风机的功角特性和暂态特性展开分析。

首先，采用单端送电系统同步机的电磁功率解析表达式，通过分析风电等出力置换火电出力接入系统对电磁功率方程的影响推断出风电接入对同步机初始功角的影响。

其次，通过负负荷接入与风电接入两种接入方式的对比分析了双馈风机在故障发生后有功功率和无功功率特性对同步机电磁功率方程的影响，并基于等面积定则(EAC)分析了双馈风机接入对系统暂态功角稳定性的影响。

研究结果表明，风电等出力置换火电出力时同步机初始功角减小，暂态稳定性升高；双馈风机的有功功率和无功功率特性对系统暂态功角稳定性具有正向作用。

最后，通过仿真验证了理论的正确性，并在实际电网中得到了验证。

关键词：双馈风机；暂态功角稳定；初始功角；有功恢复；等面积定则Influence of large-scale wind power grid connection on the power anglestability of the sending end systemSHENG Siqing1, YU Ke1, ZHANG Wenchao2, ZHAO Feng3, WANG Meng4, ZHAO Wei3. All Rights Reserved.(1. School of Electrical & Electronic Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071003, China;2. Beijing Kedong Power Control System Limited Liability Company, Beijing 100192, China;3. North China Branch of State Grid Corporation of China, Beijing 100053, China;4. Northwest Branch of State Grid Corporation of China, Xi’an 710048, China)Abstract: With the continuous increase of the scale of wind power in China, it is important to look at the mechanism ofthe influence of large-scale wind power centralized access to the power grid on the transient power angle stability of thetransmission system. An equivalent model is established as the research object for the centralized connection of thedoubly-fed wind power to the large receiving end system. The analysis is carried out based on the transient characteristicsand low voltage ride-through characteristics of the doubly-fed wind turbine. First, we adopt the electromagnetic poweranalysis expression of the synchronous machine of the single-ended power transmission system, and infer the influence ofwind power connection on the initial power angle of the synchronous machine by analyzing the influence of wind powerequivalent output replacement thermal power access system on the electromagnetic power equation. Secondly, through thecomparison of the two access methods of negative load and wind power access, the influence of the active power andreactive power characteristics of the doubly-fed wind turbine on the electromagnetic power equation of the synchronousmachine after the fault occurs is analyzed. Based on the equal area rule (EAC), the influence of the doubly-fed fanconnection on the system transient power angle stability is analyzed. The results show that when wind power is equivalentto replacing thermal power output, the initial power angle of the synchronous machine decreases, and the transientstability increases; the active power and reactive power characteristics of the doubly-fed fan have a positive effect on thetransient power angle stability of the system. Finally, the correctness of the theory is verified by simulation, and it isverified in the actual power grid.This work is supported by the Science and Technology Project of the Headquarters of State Grid Corporation of China (No. 5100-202116005A-0-0-00).Key words: doubly fed induction generator (DFIG); transient power angle stability; initial power angle; active recovery;equal-area criterion基金项目：国家电网公司总部科技项目资助(5100-202116005A-0-0-00)盛四清，等大规模风电并网对送端系统功角稳定的影响研究- 83 -0 引言近十年，我国风力行业迅猛发展，风电的装机容量在整个电网中的占比不断增加。

基于D-PMSG的风火打捆直流外送系统送端功角暂态稳定性研究米合丽班·阿不都哈力里;王维庆;王海云【摘要】风火打捆直流外送是解决能源丰富基地电力消纳问题及负荷中心能源短缺问题的主要方案.随着直驱永磁风电机组并网容量的不断增大,研究基于直驱永磁风力发电机(D-PMSG)的风火打捆系统送端功角暂态稳定性的意义重大.文章通过扩展等面积准则(EEAC)研究了由D-PMSG构成的风电场与附近火电厂打捆并经直流线路外送系统的送端功角暂态稳定性.当风火打捆系统中D-PMSG输入的功率由受扰严重群减机械功率来平衡的情况下,系统遭受大扰动时,其功角暂态稳定性比纯火电系统的好,且输电方式为直流线路时系统送端功角暂态稳定性比交流输电方式的好.仿真结果与理论分析结果一致,由此可知,由D-PMSG构成的风电场与附近火电厂打捆,经直流线路外送的方案可以提高系统的功角暂态稳定性.【期刊名称】《电测与仪表》【年(卷),期】2018(055)021【总页数】6页(P75-79,92)【关键词】风火打捆;直流外送;D-PMSG;功角暂态稳定性【作者】米合丽班·阿不都哈力里;王维庆;王海云【作者单位】新疆大学电气工程学院教育部可再生能源发电与并网控制工程技术研究中心,乌鲁木齐830047;新疆大学电气工程学院教育部可再生能源发电与并网控制工程技术研究中心,乌鲁木齐830047;新疆大学电气工程学院教育部可再生能源发电与并网控制工程技术研究中心,乌鲁木齐830047【正文语种】中文【中图分类】TM710 引言日益严重的环境污染问题不断地提醒我们发展可再生能源的重要性。

风力发电是最具规模化开发条件的可再生能源利用技术之一[1]。

截至2016年底，我国风电新增装机容量2 337万kW, 占全球新增装机容量的42.7% 。

目前，我国东北、华北、西北等部分地区的风能资源和煤炭资源存在能源就地消纳不完的问题，两种能源均需要大规模集中接入、远距离输送至东部和中部负荷中心。

浅谈大规模风电接入对系统功角稳定性的影响作者：吕颖利来源：《广东蚕业》 2020年第1期DOI：10.3969/j.issn.2095-1205.2020.01.20吕颖利（济源职业技术学院河南济源 459000）作者简介：吕颖利(1982- )，女，汉族，陕西西安人，硕士，讲师，研究方向：电气自动化技术、通信与信息系统。

摘要文章从双馈风电机组的故障期间这一角度研究不同规模大小的风电在出现不同的故障后对系统暂态功角稳定性的影响，并得出了不管是远、近距离的故障，想要对系统功角进行改善，就需要扩大对风电装机的规模，而风电规模越大则越能有效改善系统功角。

但值得注意的是，风电装机的规模在达到相应的规模时，系统功角的稳定性反而不会改善，并在一定情况下会出现恶化。

关键词大规模风电接入；双馈风电机组；系统功角暂态稳定中图分类号:TM614 文献标识码:A 文章编号:2095-1205(2020)01-32-02社会对于资源的利用不仅加快了社会发展的步伐，同时也带来了众多的问题，其中比较严重的是，对于能源资源的消耗过多出现了能源危机问题，并且在对能源资源使用过程中加剧了环境问题。

其中风力发电是当前可在生能源中应用最广泛的一种新能源发电技术，具有一定的应用前景。

但是随着社会发展对电网需求的增加，我国的电网规模越来越大，对于电网和电力系统的安全稳定运行存在一定的挑战。

就目前实际情况而言，在我国现阶段使用广泛性最高且更具代表性的则是双馈风机，基于此，本文主要以双馈风电机组为主，分析其集中接入系统后对系统功角稳定的影响。

1 大规模风电接入对系统功角稳定性影响分析的必要性当前社会的发展在一定程度上加强了对风电的要求，因此为了满足多方对风电的需求对大容量的风电进行了并网运行，但由于此种情况容易出现风电系统稳定性不高，加上电网自身在运行过程中具有十分复杂的特点，容易威胁电网的安全运行，且与传统的电力系统存在较大的区别。

而研究大规模风电接入对系统功角稳定性的影响能够为相关电网调度部门在安排制定相应的输电计划以及针对风电场常规同步机组进行适当的调整提供有效的依据，并且能够使电力系统在安全水平下提高对输电线路的利用率，因此为了保证电力系统的安全稳定运行，满足正常的社会需求，需要大力研究大规模风电接入对系统功角稳定性的影响。

不同风电机组暂态过程对于系统稳定性影响唐伟航【摘要】随着风电的迅速发展,风电并网规模日益增加,风电机组暂态过程对系统稳定性的影响受到了广泛关注.通过比较各机组特征,总结了风电机组暂态过程对系统稳定性的影响.%With the rapid development of wind power and the increasing scale of wind power grid integration, the impact of the transient process of wind turbines on system stability has attracted much attention. By comparing the characteristics of each unit, the influence of the transient process of the wind turbine on the stability of the system is summarized.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2017(000)018【总页数】2页(P74,76)【关键词】风力发电;暂态过程;稳定性;无功补偿;低电压穿越【作者】唐伟航【作者单位】内蒙古工业大学电力学院,内蒙古呼和浩特,010080【正文语种】中文近年来，随着能源形势日益紧张，环境污染不断加重，以化石燃料为主要能源的传统发电行业面临挑战，风力发电行业发展迅速。

随着风电场建设的不断深入和风电并网规模的不断扩大，大规模风电接入逐渐成为一个影响电网安全运行的重要因素[1]。

鼠笼型异步风力发电机、双馈异步风力发电机和永磁直驱风力发电机组是目前最为常见的三种风电机组类型。

对于不同种类风电机，工作模式和运行特性各有不同，其暂态过程对于电网稳定性的影响也不尽相同。

而在电网规划层面，当同时接入多个风场时，由于所涉及的风机种类多样化，使得风电机组对电网稳定性影响更加复杂。

高比例风电场景下的电力系统暂态电压稳定性评估高比例风电场景下的电力系统暂态电压稳定性评估摘要：风电作为一种清洁可再生能源的代表，正逐渐在全球范围内得到广泛应用。

然而，在高比例风电场景下，由于风电的不稳定性和间歇性，电力系统暂态电压稳定性问题日益凸显。

本文通过分析高比例风电场景下电力系统暂态电压稳定性的原因和影响因素，并提出了一种评估方法，以帮助电力系统运营者更好地管理高比例风电场景下的电力系统。

一、引言随着全球对清洁能源的需求日益增加，风电作为一种具有较高发展潜力的可再生能源逐渐成为人们关注的热点。

风能可以转换成机械能，再通过风力发电机转换为电能，供应给电网。

然而，由于风能的不稳定性和间歇性，风电场景下的电力系统暂态电压稳定性问题成为了亟待解决的关键问题。

二、高比例风电场景下的暂态电压稳定性问题1. 风电的不稳定性风能受气象条件、地形地貌等因素的影响，其输出功率具有不连续、不可预测的特点。

这使得电力系统在面对大规模风电输入时，其功率平衡变得复杂，电网容易出现频率和电压波动。

2. 风电的间歇性风电的输出功率受风速的变化影响，风速波动时，风电场的输出功率也会相应地发生波动。

这种间歇性的波动会给电力系统带来短期的电压不稳定性。

3. 电力系统暂态电压稳定性的影响因素高比例风电场景下的电力系统暂态电压稳定性受到多种因素的影响，包括风电场的规模、布局、电气特性等。

其中，风电场的规模对暂态电压稳定性的影响最为显著。

三、高比例风电场景下暂态电压稳定性的评估方法为了更好地评估高比例风电场景下电力系统的暂态电压稳定性，本文提出了以下评估方法：1. 收集数据收集风电场的运行数据、气象数据、电力系统的运行数据等，建立相关的数据统计模型。

2. 建立仿真模型基于收集到的数据，建立高比例风电场景下的电力系统仿真模型，包括风电场的电气特性、电力系统的网络结构等。

3. 进行暂态稳定性分析利用仿真模型，对高比例风电场景下的电力系统进行暂态稳定性分析。

风火打捆比例对直流孤岛系统稳定性影响的研究沙志成;王艳;郑帅【摘要】风火打捆特高压直流外送是未来开发全球清洁能源资源的重要方式之一,其稳定特性研究值得重视.从跟随风电功率变化的角度提出了风电与火电容量配比方案,然后在考虑风电出力概率的基础上提出了不同的配比方案.通过仿真对比分析研究了两种风火配置比例对送端孤岛系统稳定性的影响.结果表明:风火打捆比例由1:2降低为1:1.5后,送端电源调节能力和等值机械转动惯量有所降低,直流系统发生故障失去部分功率后,系统频率上升幅度和系统功角首摆幅度相应增加,增大了系统失稳的风险.%Wind-thermal-bundled power transmission by UHVDC system is regarded as one of feasible ways on development of global clean energy in the future and its characteristics of stability should be paid attention to.Different wind-thermal installed capacity ratio is proposed with the wind from the change of power angle and in consideration of the probability for wind power output.The effect of two kinds of proportion on the stability of the sending end islanded system is comparatively analyzed by the simulation.Regulating ability of sending end power and equivalent mechanical rotational inertia would be lower when wind-thermal installed capacity ratio decreased from 1:2 to 1:1.5.Under DC power system disturbances and loss of parts of power,there is a slight increase in ascending amplitude of system firequency and power-angle fluctuation,risk of system destabilization will rise accordingly.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2017(045)014【总页数】7页(P148-154)【关键词】风火打捆;特高压直流;孤岛运行方式;稳定【作者】沙志成;王艳;郑帅【作者单位】山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;国网山东省电力公司经济技术研究院,山东济南250002;山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013【正文语种】中文随着国民经济的快速增长，如何保障能源的可持续供给是中国面临的重要挑战。

风电机组对电力系统暂态稳定性影响分析郝元钊;李培强;李欣然;毕正军;王玲【摘要】As the most environmental friendly source of power generation < wind power turbines are expanding in the grid. It will also have a broad and deep impact on power system stability. In this paper, a comparison of reduced-order models is made among three mainly used wind turbines which are constant speed wind turbine (CSWT) .doubly fed induction generator (DFIG) and direct drive synchronous generator (DDSG). Then a MATLAB-based power system analysis toolbox (PSAT) is used for investigating the dynamic behavior of three generators in different fault clearing time. At last, the impact of wind turbine parameters on the wind turbine stability is discussed. A conclusion is drawn that with the increase of Rr and decrease of Xr, Xs is benefit to the transient stability.%风电机组作为环境友好型发电的最大来源在电网中的规模日益扩大,必将影响电力系统的稳定性.文章首先对比了恒速异步(CSWT),双馈变速(DFIG)及直驱同步(DDSG)等市场上广为应用的三种风电机组的结构,分析了各个机组的降阶数学模型；通过一款基于Matlab的电力系统分析工具箱PSAT研究了不同故障持续时间下的风电机组暂态稳定性和系统暂态稳定性,对三种机组及其系统的暂态稳定性进行了分析对比；最后讨论了风力发电机组参数对机组暂态稳定性的影响,得知,发电机参数Rr的增加和Xr、Xs的减小有利于恒速风电机组暂态稳定性的提高,Xm、Rs对机组暂态稳定性影响不明显.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2012(024)002【总页数】6页(P41-46)【关键词】电力系统仿真工具箱;风力发电机组;发电机参数;暂态稳定【作者】郝元钊;李培强;李欣然;毕正军;王玲【作者单位】湖南大学电气与信息工程学院,长沙410082;湖南大学电气与信息工程学院,长沙410082;湖南大学电气与信息工程学院,长沙410082;湖南大学电气与信息工程学院,长沙410082;湖南大学电气与信息工程学院,长沙410082【正文语种】中文【中图分类】TM712当前，低碳排放已成为世界工业经济发展的必然趋势。