恒速恒频风力发电系统的数学模型
变速恒频风力发电自动控制系统的设计
变速恒频风力发电自动控制系统的设计叶金海【摘要】本设计简单介绍了变速恒频风力发电系统的自动控制,按照相关文献的介绍,首先阐述了变速恒频风电技术的优点,论述了当今变速恒频系统对风力发电有重要的促进作用.其次简单分析了变速恒频风机的工作原理,最后从控制角度分析了风力机的自动捕风原理,通过对其数学模型以及曲线的分析,了解其工作的基本步骤,以及如何实现自动捕风的过程.通过对上述内容的整理逐渐形成本篇论文设计.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2011(033)010【总页数】4页(P133-135,138)【关键词】变速恒频;数学模型;风力机;自动控制【作者】叶金海【作者单位】浙江绍兴文理学院元培学院,绍兴,312000【正文语种】中文【中图分类】TP273当今社会，能源短缺和环境污染问题影响着社会的可持续发展，可利用化石能源不能满足日益增长的电力需求，为此需要大力发展清洁能源，而风能作为清洁可再生能源，并且我国也就有丰富的风力资源，因此发展风力发电具有不容忽视的战略意义，同样有效利用风能发电是当今世界关注的焦点。
随着风力发电机组的容量变大，有效的提高发电机组的运行效率成为风能利用的潮流，对于此类要求，变速恒频自然成为不容忽视的手段。
太阳辐射到地表导致不同的温度差，进而形成风。
随着化石燃料的利用，风能也越来越引起人们的重视。
据相关估计，全球风能总量约为3亿兆瓦，，但是可以利用的风能约占总量的1%，相比于水电，这是非常巨大的能量储存。
对于我国来说，风能资源非常丰富，据不完全统计我国可以利用的风能资源在2.53亿千瓦，这相当于约1000座百万瓦量级发电站，因此风能作为清洁能源越来越受到世界各国的重视，基于风能发电的各项研究也相继展开。
我国风力发电起源于50年代末的布篷式风车，在80年代更是得到了迅速的起步发展。
例如80年代初，我国生产的10KW容量以下的风电机，大大解决了相关居民生活用电情况，对发展有很大的作用。
风机数学模型
dδ G dt
= ωG
− ωG0
= ∆ωG
JW
d∆ω W dt
=τW
− KδW
− δG v
− D ∆ωW
− ∆ωG v
JG
d∆ω G dt
=τG
+
K δ W
− δG v
+ D ∆ωW v
−
∆ω G v
其中ωW0 ，ωG0 为稳态风轮、发电机转速，ω 为角速度，
a km
φ km
0.8 0
0.2
π /2
0.5 0
0.5
π /2
1.0 0
齿轮箱传动轴模型 作用在第 i 个质量体上的运动方程：
Ji
d 2δ i
dt 2
=τi
+ τ i,i+1 − τ i,i−1 − Di
dδ i
dt
其中： Ji ----第 i 个质量体惯性力矩；
δi ----第 i 个质量体扭角； t----时间； τi ----施加在第 i 个质量体上的外转矩； τ i,i+1,τ i,i−1 ----第 i 个质量体上前轴、后轴转矩；
Ak
2 m=1
akm
g
km
(t
)
hk
(t
)
t
∫ gkm (t) = sin( mωk (ς )dς + φkm )
0
Ak ----第 k 次本征振荡幅值；
ωk ----第 k 次本征振荡频率；
hk ----第 k 次本征振荡调节系数； m ----谐波； gkm ----第 k 次本征振荡，第 m 次谐波分布；
1 Λ
风电机组控制与优化运行第2章 风电系统数学模型讲解
2.1 风能转换系统概述
（三） 发电机子系统
发电机子系统的任务是将发电机轴上的机械能 转换成电能。
风力发电系统中的发电机有恒速恒频发电机和 变速恒频发电机两大类。
与该子系统相关的物理量主要有：发电机的电 磁转矩、发电机转子转速、定/转子电压、电流、频 率、发电机功率(有功、无功)、功率因数等。
2.1 风能转换系统概述
由于风力发电机组起动/停车频繁，叶轮又具有 很大的转动惯量，叶轮的转速一般都不高，大约在 20~40 r/min左右，机组容量越大，转速越低，因 此在风轮与发电机之间往往需要设置增速齿轮箱。
传动装置的作用是将风力机所获得的转矩传递 到发电机转轴。
与该子系统相关的物理量主要有：风力机的拖 动转矩、发电机的电磁转矩、风轮转速、发电机转 子转速等。
（四） 电力电子变流器子系统
变流器子系统的作用是将发电机输出的频率随 风速或转速波动交流电变换成标准的工频交流电。
恒速恒频发电机不需变流器，但变速恒频发电 机则需要通过变流器来实现发电机与电网之间的耦 合。
与该子系统相关的物理量主要有：发电机定/转 子电压、电流、频率、发电机功率(有功、无功)、 变流器输出电压、电流、频率、功率因数等。
p-d
流束膨胀是因为要保证每处的质量流量相等：
Av Ad vd Awvw
2.2.1 风力机空气动力学 定义a为轴向气流诱导因子：
a v vd v
可得致动盘处气流速度为：
vd v (1 a)
根据动量定理，气流所受的作用力F等于动量变化率， 而动量变化率等于速度的变化量乘以质量流量，即：
F (v vw )Ad vd
（一） 风力机子系统
风力机的作用是将有效的风能转换为有用的机 械能。风以一定的速度和攻角作用在桨叶上，使桨 叶产生旋转力矩而转动，从而将捕获的风能转换成 机械能。
风力机的结构和数学模型
内容提要1 风力机的基本结构2 风力机的数学模型3 风力机功率控制方式第1章风力机的基本结构风力发电系统的基本部件风力发电系统的基本部件风力发电系统的基本部件风轮由叶片和轮毂组成由叶片和轮毂组成；；是机组中最重要的部件;决定性能和成本决定性能和成本；；目前多数是上风式目前多数是上风式，，三叶片三叶片；；叶片与轮毂的连接叶片与轮毂的连接：：固定式固定式，，可动式可动式；；叶片多由复合材料叶片多由复合材料（（玻璃钢玻璃钢））构成传动轴系由风力发电机中的旋转部件组成由风力发电机中的旋转部件组成。
主要包括低速轴主要包括低速轴，，齿轮箱和高速轴齿轮箱和高速轴，，以及支撑轴承以及支撑轴承、、联轴器和机械刹车。
齿轮箱有两种齿轮箱有两种：：平行轴式和行星式平行轴式和行星式。
大型机组中多用行星式用行星式（（重量和尺寸优势重量和尺寸优势）。
）。
）。
有些机组无齿轮箱有些机组无齿轮箱有些机组无齿轮箱。
传动轴系的设计按传统的机械工程方法传动轴系的设计按传统的机械工程方法，，主传动轴系的设计按传统的机械工程方法系的设计按传统的机械工程方法，，主要考虑特殊的受载荷情况受载荷情况。
机舱与偏航系统包括机舱盖包括机舱盖，，底板和偏航系统底板和偏航系统。
机舱盖起防护作用机舱盖起防护作用，，底板支撑着传动轴系部件板支撑着传动轴系部件。
偏航系统的主要部件是一个连接底板和塔架的大齿轮偏航系统的主要部件是一个连接底板和塔架的大齿轮。
上风式采用主动偏航，上风式采用主动偏航，由偏航电机驱动由偏航电机驱动，，由偏航控制系统控制统控制。
偏航刹车用来固定机舱位置偏航刹车用来固定机舱位置。
塔架与基础塔架有钢管塔架有钢管、、桁架和混凝土三种桁架和混凝土三种。
塔架高度通常为风轮直径的塔架高度通常为风轮直径的1~1.51~1.51~1.5倍倍塔架的刚度在风力机动力学中是主因素塔架的刚度在风力机动力学中是主因素。
第2章风力机的数学模型（Betz）理论贝兹（贝兹风力机功率表达式的推导风力机功率表达式的推导风力机功率表达式的推导功率系数Cp的性质风轮的几何描述叶片的形状叶片截面叶片截面的描述桨距角β的定义叶尖速度比功率系数Cp的典型表达式功率系数Cp与β和λ的关系功率系数Cp与λ的关系（β固定在0 °）的关系（风力机功率与风速和风轮转速之间的关系风力机功率与风速和风轮转速之间的关系（（β固定在0 °）叶片的数目与功率系数Cp和最优λ的关系对应某种特定的叶片第3章风力机功率控制方式失速控制方式主动失速控制方式变桨距控制方式变桨距控制框图风轮功率控制方式比较风电机组的功率风电机组的功率－－风速曲线风电机组的功率风电机组的功率－－风速曲线风电机组的功率风电机组的功率－－风速曲线变桨距风电机组的功率变桨距风电机组的功率－－风速曲线变桨距风电机组的功率变桨距风电机组的功率－－风速曲线变桨距风电机组的功率变桨距风电机组的功率－－风速曲线变桨距风电机组的功率变桨距风电机组的功率－－风速曲线实例BONUS 2.3 MW变桨距风电机组的功率变桨距风电机组的功率－－转速特性曲线变桨距风电机组的功率变桨距风电机组的功率－－转速特性曲线实例-Vestas[-292.40]V52m-850风机风速与Beta的关系Lambda与Beta的关系PSS/E采用的理想化功率跟踪与调节特性曲线。
变速恒频风力发电机组建模、仿真及其协调优化控制的开题报告
变速恒频风力发电机组建模、仿真及其协调优化控制的开题报告一、课题背景随着世界发展的需求以及环保意识的不断增强，清洁能源的应用越来越为人们所关注。
其中，风能在不污染环境的前提下，能够提供可靠稳定且可预测的电能，成为清洁能源的重要组成部分。
在风力发电中，变速恒频技术是当前应用比较广泛的一种技术。
它通过对风力发电机的轴速进行调整来控制输出功率，从而适应不同的风速条件。
然而，变速恒频风力发电系统本身也存在着一些问题。
例如，转子振动、电网电压波动、电力系统的稳定性等方面都需要进行优化控制。
因此，针对变速恒频风力发电系统的建模仿真以及协调优化控制具有较高的研究价值。
二、研究内容本课题的主要研究内容包括：1. 变速恒频风力发电机组的建模：通过分析变速恒频风力发电机组的结构和工作原理，建立相应的数学模型，包括机械模型、电气模型和控制模型。
2. 变速恒频风力发电机组的仿真：利用Matlab/Simulink等仿真软件，对所建立的数学模型进行仿真，验证模型的正确性和可行性。
3. 协调优化控制策略：设计协调优化控制策略来克服电力系统中存在的问题，包括电网电压波动、电力系统的稳定性等方面。
4. 优化控制方案的实现：将协调优化控制方法应用到实际变速恒频风力发电系统中，验证其有效性和鲁棒性。
三、研究意义通过对变速恒频风力发电机组进行建模、仿真和协调优化控制，可以实现对风力发电系统的优化控制，提高风力发电系统的性能和效率，减少对电网的影响，并推动清洁能源的发展。
同时，本课题的研究结果可以为其他相关领域的研究提供参考，如微电网和智能电网等。
四、研究方法本课题的研究方法主要包括：1. 理论分析方法：通过对变速恒频风力发电机组的机械、电气和控制等方面进行详细的理论分析，建立相应的数学模型。
2. 数值仿真方法：利用Matlab/Simulink等仿真软件对所建立的数学模型进行仿真，验证模型的正确性和可行性。
3. 实验方法：将协调优化控制方法应用到实际变速恒频风力发电系统中，通过实验对优化控制方案进行验证。
风电机组控制与优化运行风电系统数学模型
2.1 风能转换系统概述
（五） 桨距伺服子系统
由液压装置或机电装置组成的桨距伺服子系统 的任务是沿叶片纵轴旋转叶片，从而改变桨距角。
从空气动力学角度考虑，当风速过高时，通过 调整叶片桨距角，改变气流对叶片的攻角，从而改 变风力发电机组获得的空气动力转矩，可使机组输 出功率保持稳定。
与该子系统相关的物理量主要有：风速、叶片 桨距角、风轮转速、转矩等。
1Hale Waihona Puke 0.80.60.4
0.2
0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 a
ct(a),cp(a)
2.2.2 风力机桨叶受力分析 一、风轮在静止情况下叶片的受力分析
Fy
F
风速v α
Fx I
风速v
II F’x
F’y
F’
一、风轮在静止情况下叶片的受力分析
Fy
风速v α 风
1 2
d vd2
pd
d ghd
由于ρ∞=ρd=ρ，p∞=pw且在水平方向上h∞=hd故有：
p
d
p
d
1 2
(v2
v
2 w
)
因此有：
F
1 2
(v2
vw2 ) Ad
(v
vw )Ad v (1 a)
vw v (1 2a)
2.2.1 风力机空气动力学
气流输出功率即风力机从空气流束中捕获的风功率
风
传动 系统
制动 装置
发电机
换流器 开关
电 网
变桨距系统 测风系统
控制系统 偏航系统
补偿 电容
2.1 风能转换系统概述
为获取整个系统的面向控制的数学模型，将整 个系统分为以下几个子系统：
变速恒频风力发电自动控制系统的设计
变速恒频风力发电自动控制系统的设计摘要：变速恒频风力发电自动控制系统具有众多优点，它主要是由变速恒频风电技术实现的，同时，这项技术也促进了变速恒频风力发电的改革和优化，本文将通过对变速恒频风力发电自动控制系统的数据模型以及各项取现进行分析，对变速恒频风力发点自动控制系统进行系统的介绍，重点介绍该系统的工作原理和工作基本步骤，以及其自动捕风过程的如何实现。
关键字：变速恒频；风力发电自动控制；数学模型；捕风原理Abstract:speed constant frequency wind power automatic control system has many advantages, it main is by speed constant frequency wind electric technology achieved of, while, this items technology also promoting has speed constant frequency wind power of reform and optimization, this article will through on speed constant frequency wind power automatic control system of data model and the take now for analysis, on speed constant frequency wind made points automatic control system for system of describes, focus describes the system of work principle and work basic steps, and its automatically catching wind process of how achieved.Keywords: variable speed constant frequency; wind power automatic control; mathematical model; principles of catch the wind在当前环境问题下，能源短缺，环境污染严重，这要的环境情况不符合我国可持续发展的战略要求。
大型变速恒频风力发电机组建模与仿真
大型变速恒频风力发电机组建模与仿真一、本文概述随着全球能源需求的日益增长，以及环保和可持续发展理念的深入人心，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正受到越来越多的关注。
大型变速恒频风力发电机组作为风力发电的核心设备，其性能直接影响到风电场的运行效率和经济效益。
因此，对大型变速恒频风力发电机组进行建模与仿真研究，具有重要的理论价值和实践意义。
本文旨在探讨大型变速恒频风力发电机组的建模与仿真技术。
文章将介绍风力发电的基本原理和大型变速恒频风力发电机组的基本结构。
接着，重点论述数学建模的理论框架和关键模型，如空气动力学模型、机械动力学模型、电力电子转换模型等。
在此基础上，将讨论仿真方法和技术，包括系统仿真、控制算法仿真以及性能评估等方面。
通过具体案例分析，展示建模与仿真技术在大型变速恒频风力发电机组设计、优化和运行控制中的应用。
本文的研究不仅有助于深入理解大型变速恒频风力发电机组的运行机制和性能特性，也为风电场的规划、设计、运行和维护提供了有力支持。
研究成果还可为风力发电技术的发展和创新提供有益参考。
二、风力发电机组的基本原理与结构风力发电机组是利用风能转换成电能的设备，其基本原理和结构是风力发电技术的核心。
风力发电机组主要由风轮（也称为风力机或风叶）、齿轮增速箱、发电机、偏航系统、塔架、控制系统等部分组成。
风轮是风力发电机组的核心部件，它由一组或多组风叶组成，通常呈水平轴或垂直轴布置。
当风吹过风叶时，风叶受到风力的作用开始旋转，将风能转化为风轮的机械能。
风轮旋转的速度与风速成正比，但由于风速的不稳定性，需要通过齿轮增速箱将风轮的旋转速度提高到发电机可以接受的范围内。
发电机是将机械能转换为电能的设备，风力发电机组中常用的发电机主要有同步发电机和异步发电机两种。
发电机的工作原理是通过电磁感应产生电能，当风轮通过齿轮增速箱驱动发电机转子旋转时，发电机的定子中就会产生感应电动势，从而将机械能转换为电能。
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恒速恒频风力发电系统的数学模型为了研究风电场对电力系统的影响，需要建立合理的风电场数学模型，为进一步仿真分析奠定基础。
按照本课题研究的要求，我们先后建立了异步发电机的稳态数学模型和动态数学模型，其中动态数学模型包括风速模型风轮机、传动机构和异步发电机的模型。
本文以恒速恒频风力发电系统为研究对象，它主要由风力机和异步风力发电机等主要元件组成。
我们着重于风电场与系统相互影响问题的研究，与之密切相关的环节，其数学模型将详细地描述。
数学模型的建立为研究风电场的运行特性和风电场并网运行带来的稳定问题以及研究电力系统接入一定规模的风电场的可行性提供了基本的工具。
2.1 风电场及风力发电机组简介风力发电场是将多台并网风力发电机安装在风力资源好的场地，按照地形和主风向排成阵列，组成机群向电网供电，简称风电场。
风力发电形式可分为“离网型”和“并网型”“离网型”有：(1)单机小型风力发电机；(2)并联的小型或大型孤立的风力发电系统；(3)与其它能源发电技术联合的发电技术，如风力／柴油发电机联合供电系统。
“并网型”的风力发电是规模较大的风力发电场，容量大约为几兆瓦到儿百兆瓦，由于十台甚至成百上千台风电机组构成。
并网运行的风力发电场可以得大大电网的补偿和支撑，更加充分的开发可利用的风力资源，也是近儿年来风电发展的主要趋势。
在日益开放的电力市场环境下，风力发电的成本也将不断降低，如果考虑到环境等因素带来的间接效益，则风电在经济上也具有很大的吸引力。
风电场的发电设备为风力发电机组，发电机经过变压器升压与电力系统连接，如图2．1图2-1风电场与电力系统连接图在风场内，风机与变电所之间的连接有两种方式：场地布置相对集中时用电缆直埋；场地布置相对分散时用架空lOkV 线路。
一般有两种供电方式如图2-2：一是采用一台风机经一台箱式变电站就近升压；二是采用两台或多台风机经一台箱式变电站就近升压。
2.2 异步发电机的稳态数学模型为了研究风电场对电力系统的影响，需要建立合理的风电场数学模型，为进一步仿真分析奠定基础。
按照本课题研究的要求，我们先后建立了异步发电机的稳态数学模型和动态数学模型，其中动态数学模型包括风速模型、风轮机、传动机构和异步发电机的模型。
首先异步发电机与异步电动机在能量转换过程中各功率损耗之间的关系不同，如图2-11。
步发电机的功率转换是将输入的机械功率己转换为输出电功率，它的特点在于其转子的转速比定子产生的旋转磁场的转速更高。
自然风吹动风轮机叶片，将风能转化为机械能，由此获得的机械功率只扣除掉机械损耗Pm 。
和附加损耗m c P 后即为传递到异步发电机转子可转换的机械功率mec P 。
在等效电路中对应可变电阻(1-s)／s(s<0)上的电功率，扣除转子铜耗1cu P 和铁心损耗fe P ，得到输入定子绕阻的电磁功率m e P ，再扣除定子铜耗1cu P ,即得到注入电网的电功率Pe 。
上述功率流向可表达为ad me mec m P P P p ++=(2-1)fe cu em mec P P P P ++=2 (2-2)1Pcu Pc Pe +=(2-3)2.2.1异步发电机的第一种PQ 模型上述各功率关系可在异步发电机的等效电路中表示出来如图2—3所示。
等效电路中r1,x1分别为发电机定子绕组的电阻和漏抗；r2,x2为转子绕组电阻和漏抗：rm,xm 为激磁电阻和电抗。
等效电路中转子铜耗的表达式为2222I r P cu =输入转子可转换机械功率。
2221I r ss P mec -=又由于x m X X 1>>，因此可以将励磁电路移至电路首端，得到异步发电机Γ型等效电路，如图2-4。
r 1x 1r 图2-3异步发电机等效电路与功率传递关系2图2-4异步发电机的Γ形等效电路由异步发电机的Γ形等效电路，可求得转子电流()2212212x x s r r UI ++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=(2-1)忽略定子电阻项，并21x x x += 则2222x s r UI +⎪⎪⎭⎫⎝⎛=(2-2)忽略铁心功率损耗，于是通过气隙传递到定子侧的电磁功率为1c u e m P P -=（2-3）由上式可导出转差率的计算公式如下：22222=++r P s r U s x P em em(2-4)由此可计 算得：(2-5)在图2.13所示的等效电路中，由上面的假设忽略定子电阻和铁心的功率损耗。
在图示发电机惯例的正方向下，注入电网的功率e P 就是电磁功率em P 即电阻r 2／s 上的电功率，于是得到异步发电机的简化等值电路，如图2．5。
x1r 2/sx 2图2-5异步发电机的简化等值电路22224222222xP r xP r Ur US e e ---=(2-5)式又可近似表示为在已知发电机参数、机端电压和输入功率既可确定发电机的转差率。
从图2-5等效电路可以看出：()sr x x j jx s r jx Z++•⎪⎭⎫⎝⎛+=(2-6)由此可得异步发电机的功率因数角与滑差S 的人小有关：，()⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=Φ-s x r s x x x r m m k k 2221tan(2-7)异步电机吸收的无功功率与有功之间的关系为：()ee P sx r s x x x r Q m m k k 2222++-=(2-8)从式(2.9)和(2.12)可以看出，当异步发电机输出的有功功率P 一定时，它吸收的无功功率Q 与节点电压U 滑差S 的大小有密切的关系。
22222224222x P r x P r Ur US e e --=滑差S图1异步发电机的功率因数随滑差的变化曲线根据方程式(2.1 1)可以得到异步发电机的功率因数随滑差的变化，如图1所示。
可见在偏离额定滑差时，异步发电机的功率因数迅速下降，对应于一定的有功出力，吸收的无功功率急剧增加。
2.2.2异步发电机的第二种PQ模型在风电系统中，异步发电机对系统来说发出有功、吸收无功。
在P、附加对前面异步发电机基本关系分析的基础上，忽略机械损耗mc P和铁耗Fe P，异步发电机稳态等值电路如图2-6。
损耗adx 1x 2图2-6异步发电机的稳态等值电路rr 2由图2-6稳态等值电路关系可得异步发电机输出电功率Φ=cos 2U I P e（2-9）()21222cos r r I U I P P mec m ++Φ=≈（2-10）令21r r r +=则Φ=-cos 222U I r I P m（2-11）()()Φ-=Φ=-sin 1cos 222222222U I U I r I Pm（2-12）因为x I U 2sin =Φ，所以()24222222242222sin 12x I U I U I I r I rP P m m -=Φ-=+= (2-13)整理可得()()222224242=++-+m m P I U rP I x r则()()()()22222222222422x rP x r U rP U rP I m mm++-+-+=（2-14）由风速条件确定原动机输入发电机m P ，发电机发出的有功功率为()()()()22222222222422x r P x r U rP UrPrP rI P P m m mmm e ++-+-+-=-= （2-15）发电机吸收的无功功率为()()()()2222222222222422x rP x r U rPU rP xx U xI x U Q m mm mm ++-+-++=+= （2-16）me P P =（2-17）222U P x x U Q m m +=(2-18) 2.3异步发电机的模型计转子绕组电磁暂态时，以三阶模型建立异步发机的数学模型。
以定子量表示的异步发电机数学模型如下[16]()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧''+-'-'-=''''--'-'-='''+'--='++-=dq q qd d q dE T fs i x x E E p T E T fs i x x E E p T E i x ri u E xi ri u d q d q q q d d 000022ππ其中下标d 表示直轴量，。
下标q 表示交轴量。
X 表示同步电抗，m x x x +=1x '表示暂态电抗，m m x x x x x x +•+='2211x ，2x 分别为定子和转子漏抗标幺值。
m x 为激磁电抗标幺值；0T '表示转子时间常数，2220fr x x T m π+='，f 为系统频率基值。
2.4衡量风电场规模大小的两个指标在并网风电场的规划和设计中，为了保证电力系统和并网风电场的正常运行，人们非常关心两个问题：首先是就电力系统中的某一个节点而言，所允许接入的风电场最大装机容量为多大？其次是对于给定的电力系统，其所允许的最大风电场装机比例是多少？国内外的学者和工程技术人员通常采用以下两个指标来表征电力系统中风力发电规模的大小，以此作为计算分析和进行评价的依据。
2.4.1穿透功率极限关于风电场穿透功率极限的定义有多种形式。
在1998年的国际电网会议上，J ．E Christensen 等人提出的风电场穿透功率极限定义为，系统所能接受的风场最大容量和系统最大负荷的比值[35]中，Schlueter R.A.等人将风电场穿透功率极限看作是，系统所能接受的风电场最大容量与系统容量的比值。
我国风电场运行规程将风电场穿透功率极限定义为，系统所能接受的风电场最大容量和系统统一调度容量的比值。
我们对风电场穿透功率极限作如下定义： ，风电穿透功率(wind powerpenetration)是指：系统中风电场装机容量占系统总负荷的比例。
风电穿透功率极限定义为在系统稳定运行且各电气量指标不越限的前提下，接入系统的最大风电场装机容量与系统最大负荷的百分比。
即：100%*系统最大负荷电场装机容量系统能够承受的最大风风电穿透功率极限风电穿透功率极限这一概念，是从全网的角度出发，表征一个给定规模的电网最大可以承受的风电容量的大小，旨在考虑风电场对系统频率的影响。
确定这一指标，首先要考虑到风电的随机性和不可控性，在风电投入到退出运行的两种情况下，电力系统的可调节容量应能保证电网频率的变化在允许的范围内。
2.4.2短路容量比风电场短路容量比：定义为风电场额定容量Pwind 与该风电场与电力系统的连接点PCC （Point of Common Connection ）的短路容量Ssc 之比。
即%100*ecwind S P K 接点的短路容量风电场与电力系统的连风电场额定容量风电场短路容量比短路容量是系统电压强度的标志。