大规模并网型风电场等值建模研究现状

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大型风电场的等值模型及其改进研究

大型风电场的等值模型及其改进研究李芸;王德林【摘要】随着风电场规模的日趋扩大,其随机变化功率对接入电网的影响也越来越受到重视.风电场并网的仿真研究中,通常将数十台甚至上千台风力发电机等值简化为由几台风电机组成的风电场模型.因此,如何在多方面因素的影响下建立符合实际情况的风电场等值模型极为重要.本文分析了风电场风速的实际状况,运用同调等值法,结合风速产生的尾流效应和时滞效应,对大型风电场中不同型号的双馈风力发电机(DFIG)进行了区域划分,将同一区域的风电机等值为一台风电机.最后,基于Matlab/Simulink仿真平台,验证了在不同风速情况、故障情况下的等值效果,证实了本文等值方法的正确性,为风电场并网研究提供了一种可靠的参考模型.【期刊名称】《电工电能新技术》【年(卷),期】2014(033)007【总页数】7页(P11-17)【关键词】双馈风力发电机;风电场等值;尾流效应;时滞效应【作者】李芸;王德林【作者单位】西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TM910.6由于风速随机性、间歇性和波动性的特点导致风力发电场的输出功率不稳定，风电并网电力系统稳定性分析和控制技术成为当今最主要的问题之一。

该问题由于受到实际生产安全的制约，仅限于在大型电力系统软件中进行仿真实验分析，故风电场仿真与实际情况必须有较强的吻合，需要综合考虑多方面因素的影响。

风电场通常由数十甚至上千的风力发电机构成，直接研究如此庞大的风电系统计算量会非常大。

因此需要根据研究问题不同将风电场等效为单台或若干台风力发电机，从而简化复杂程度，缩短计算时间。

近年来，风电场等值建模的研究有着很大进展。

文献［1-3］总结了近些年风电场等值问题的研究现状，并提出这方面的研究还需要创新与改进。

在参数优化问题上，目前利用最小二乘法和单纯形法［4，5］。

文献［6］验证了不同风向下风电场的模型简化，但没有考虑电力线路的等值方法。

并网型风力发电系统的现状与发展

第 34 卷
第3期
东方电气评论
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3448 年 8 月
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并网型风力发电系统的现状与发展
耿华 9，杨耕 9，崔扬 3，梁之龙 3
: 92 清华大学自动化系，北京 9444;< ；32 东方日立 : 成都 = 电控设备有限公司，成都 899>?9 =
摘
要：概述了并网型风力发电系统的现状与发展，介绍了国内外的风电研究和产业的基本现状以及世界风电技术的发展趋
势，阐述了风力发电的基本原理、工作方式和主要电路拓扑，比较了不同拓扑下风电系统的效率，最后以双馈发电系统为例，探讨了大容量并网型变桨矩变速风电机组控制系统的组成及关键技术。关键词：风力发电；最大风能追踪，桨矩角控制；并网控制；双馈发电机中图分类号：@A89< 文献标识码： B 文章编号：9449 C D448 : 3448 = 43 C 4449 C 4>
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大规模风电并网问题分析及应对策略研究

大规模风电并网问题分析及应对策略研究摘要：随着我国逐步改善和优化能源使用的结构，风电并网的规模不断扩大，发展速度逐年提升。

对于大规模风电并网中所出现的一系列问题进行评测和解决，是风电并网进一步发展过程中必须面对的一大问题。

本文详细分析了大型风电场运行的所面临的问题，并提出了与此相对应的解决措施，同时分析了大规模风电并网在预测风电功率等方面的重要性和必要性。

关键词：大规模风电并网；问题分析；应对策略1、前言为了使我国大规模风力发电的发展速度得到进一步的提升，我国相关部门应当在一定程度上加大研究风电并网技术的投入。

减少大规模风电场接入后，会给电力系统的正常运行造成一定的不利影响。

风力发电有以下几个重要特点：对环境的破坏性较小、储量较大和可再生。

通常来说，对风能进行调度和测量是比较困难的，这是因为风力往往具有间歇性和随意性，这导致了风电场运行的波动性较大。

尽管如此，风电仍然有着非常广阔的应用前景，未来几年内，风电很可能会成为三大主要能源之一，风电在电网之中所占的比例近年来逐步提升。

如果不能及时将风电并网产生的负面影响进行控制，会对我国未来大规模风电并网的建设规划造成影响。

因此，我们应当着力分析大规模风电并网存在的问题，并提出科学合理的解决措施。

2、现存问题及相应对策2.1对电网电压造成了一定的影响就目前的情况而言，我国许多地区都拥有丰富的风能资源，但这些地区往往与负荷中心距离较远，当大规模风力发电无法实现相应目标时，就必须采取较为特殊的方法才能保证负荷中心成功接收到这部分风能。

现如今最常用的方法就是利用输电网来实现远距离的电力传输。

从某种意义上说来，当远距离输送的风电电能功率过大时，会对电网电压造成一定的负面影响，如大幅增加电网线路的损耗，大大提高了风电场的无功需求，产生过大的线路压强，使温度大幅度下降，使电网局部电压稳定性受损等。

2.2控制风电场电压时所存在的一定问题从一定程度上说来，当风电场风电出力所产生的场强过大，或远距离电能传输的风电功率过大时，会对电网电压的稳定性造成一定的影响。

并网型风力发电技术现状与发展趋势研究

并网型风力发电技术现状与发展趋势研究发表时间：2018-08-17T09:45:56.063Z 来源：《电力设备》2018年第13期作者： 1董明阳 2杨静[导读] 摘要：随着国家能源结构改革和环保政策的推行，新型可再生能源得到大量的开发和利用，其中就包括风能，风能属于典型的清洁能源之一，风力发电的储量也非常巨大，存在很大的开发空间。

（1国华（临朐）风力发电有限公司山东省潍坊市 262600； 2国华（诸城）风力发电有限公司山东省潍坊市诸城市 262200）摘要：随着国家能源结构改革和环保政策的推行，新型可再生能源得到大量的开发和利用，其中就包括风能，风能属于典型的清洁能源之一，风力发电的储量也非常巨大，存在很大的开发空间。

在能源结构改革的形势下，风力发电成为必然趋势。

本文从阐述风力发电的基本原理入手，分析当前风力发电并网运行的状况，并探讨未来风电技术的发展趋势，希望为相关企业提供帮助。

关键词：风电；并网；发展 1引言当前，绿色、环保、可持续发展的理念逐渐深入人心，化石能源消耗日益枯竭，能源转型势在必行。

风能、太阳能、核能等清洁型能源得到了大力发展，与其他清洁型能源比较，风能在我国的储量非常丰富，且具有投资周期短、起效快的独特优势，因此，开发风能成为我国能源结构改革的首选。

据统计，我国实际可用的风能储量可达2.5亿千瓦，预计到2020年，我国风电的总装机规模将达到2000万千瓦，约占全国电力装机规模的1%。

因此，研究风力发电并网技术是十分必要的，也是大势所趋。

2并网型风力发电技术与基本原理通俗来讲，风力发电技术与其他水力发电、火力发电等类似，只是在驱动能的形式不一样，其能源形式可简化为两大步，首先是风力通过作用于机械叶片转化为机械能，叶片通过轴承将机械能传递给发电机，通过磁场作用最终转化为电能。

能源的转化过程中不产生任何污染，这也是风能得到人们青睐的原因之一。

并网型风力发电技术实质上来讲风电并入大型电网的技术，其难点在于在风力在随时变化的状况下要时刻保持风机的速度达到稳定运行，提升电能质量。

电力系统中的大规模风电场并网调度与效益分析

电力系统中的大规模风电场并网调度与效益分析随着可再生能源发电技术的快速发展，风能作为一种重要的可再生能源正逐渐成为电力系统中的重要组成部分。

大规模风电场的并网调度及其效益分析成为电力系统运行的重要议题。

本文将对大规模风电场并网调度和效益进行深入分析。

首先，大规模风电场的并网调度是指将分散的风电机组依据气象预报、负荷需求等因素进行合理调度，以实现可靠、稳定的电力供应。

对于电力系统来说，风电的并网调度具有一定的难度。

因为风资源的不确定性和波动性，使得风电的出力具有不可预测性。

因此，风电场的并网调度需要综合考虑风电出力的波动性、其他非可再生能源的供给、电力系统的稳定性等多个因素。

根据不同的调度策略和优化算法，可以减少风电波动对电力系统的影响，提高风电的可靠性。

其次，大规模风电场的并网调度对电力系统的效益有着重要影响。

一方面，风电的并网调度可以帮助电力系统更好地应对负荷需求。

通过合理安排风电出力，在风电波动的情况下，仍然能够保证电力系统的负荷供应。

另一方面，风电的并网调度也可以提高电力系统的经济效益。

通过精确的风电预测和合理的运行调度，可以有效减少对其他非可再生能源的依赖，降低燃料成本，节约资源。

此外，大规模并网风电场还可以减少化石能源的消耗，降低碳排放，实现绿色低碳发展。

在实际应用中，大规模风电场的并网调度面临着多个挑战。

首先，风电场的规模不断扩大，给电网的运行带来了更大的压力。

电网的传输和分配能力需要得到提升，以承载更多的风电出力。

其次，风电的出力波动性较大，对电力系统的频率和电压稳定性造成一定冲击。

因此，需要开展风电场的响应性调度，动态平衡电力系统的负荷和发电之间的关系。

此外，大规模风电场的并网调度还需要充分考虑风电站的布局、输电线路的规划等因素，以提高系统的可靠性和稳定性。

为了实现大规模风电场的并网调度，可以采用一系列的技术手段和方法。

首先，可以通过利用气象预报数据来精确预测风电出力，并制定合理的调度计划。

大规模风电并网对电力系统调峰能力的影响及对策研究

大规模风电并网对电力系统调峰能力的影响及对策研究研究问题及背景：随着全球能源需求的增长和对环境友好型能源的追求，风电作为一种清洁能源日益受到重视。

大规模风电并网对电力系统调峰能力的影响是一个重要的研究问题。

随着风电装机容量的不断增加，传统电力系统可能面临一系列挑战，包括供需平衡、频率稳定以及网络安全等方面。

因此，研究大规模风电并网对电力系统调峰能力的影响，并提出相应的对策具有重要的现实意义。

研究方案方法：为了研究大规模风电并网对电力系统调峰能力的影响，我们将采用以下研究方案和方法：1. 收集和整理相关的文献资料，并对当前风电并网状况进行概述和分析。

了解不同地区风力资源分布、风电装机容量以及并网比例等情况。

2. 调研电力系统调峰能力的现状和要求。

了解目前电力系统中的调峰手段和技术，并探讨大规模风电并网对调峰能力的影响。

3. 构建电力系统调峰能力的评价模型。

综合考虑电力系统的供需平衡、频率稳定和网络安全等因素，建立评价风电并网对调峰能力影响的量化指标。

4. 采用实证分析的方法，收集不同地区电力系统运行数据，并结合风电并网容量，对调峰能力进行数据分析和结果呈现。

数据分析和结果呈现：我们将基于收集到的电力系统运行数据，对不同比例风电并网的电力系统调峰能力进行数据分析和结果呈现，考察风电并网对电力系统供需平衡、频率稳定和网络安全等方面的影响。

通过对不同情景的模拟和分析，评估大规模风电并网对调峰能力的影响程度。

结论与讨论：基于数据分析和结果呈现的基础上，我们将得出以下结论和讨论：1. 大规模风电并网对电力系统调峰能力的影响是显著的。

风电的波动性导致电力系统供需平衡面临更大的挑战，频率稳定性受到一定程度的影响。

2. 针对大规模风电并网带来的挑战，需要采取相应的对策。

例如，加强输电网规划与建设，提高电力系统的灵活性，推广储能技术等。

3. 针对不同地区和不同比例的风电并网情况，对调峰能力的影响程度存在差异。

因此，应该根据实际情况制定相应的和措施。

大规模风电并网的研究现状和需要解决的关键问题

74 　・　２０１１年第５期解决方案Solutions在各种可再生能源中，风能是全球关注的热点，世界很多国家掀起了开发热潮，大规模风力发电技术日新月异。

我国有丰富的风能资源，为发展风电事业创造了十分有利的条件。

根据中国可再生能源工业协会预测，到２０１５年，全国风电总装机要超过５　０００万ｋＷ。

但是，过去建设传统同步电网的历史经验告诉我们，电源基地建设、接入方案与电网规划，以及并网运行研究是三大关键问题，任一环节的忽视都将带来严重后果。

目前风电基地的审批、规划和建设突飞猛进，呈现爆发式发展态势，而其余环节尤其是风电并网研究还很滞后，形势令人担忧。

有学者指出：大规模风电并网有很多技术难题，大部分问题相当棘手，是世界性难题。

大规模风电场接入输电系统后，将有很多未知或尚不为人们熟悉的理论和技术问题大量涌现。

如：百万千万级风电场接入系统的方案、现代大型风电机组稳定机理、风电机组与常规发电机组交互作用、含大容量风电场的输电系统协调运行以及电能质量分析与控制等问题。

本文首先对大规模风电场并网研究现状做了简要综述，然后提出了几个需要解决的关键问题，以帮助国内同行学者厘清思路，抓住重点，为我国风电事业的健康发展解决实际问题。

１风电并网的研究现状并网发电是大规模风能利用的主要形式，风电机组与接入电网的相互作用自然受到重视，很多发展风电的国家已开始投入相关研究。

希腊目前风电装机容量虽然仅有６００　ＭＷ，但为了保证未来几年３　０００　ＭＷ新机组的顺利投运，相关部门正在研究双馈电机合理、高效的仿真模型，并将其用于稳定分析程序；他们通过研究发现，作为风电机组主流机型的双馈电机，当它的电压控制回路参数不合理时可能导致电压失稳。

风电并网对同步发电机振荡模式的影响多数是满意的，但也有弱阻尼甚至负阻尼出现的可能，通过控制器参数优化，可以提高稳定性。

德国学者Ｉ．　Ｅｒｌｉｃｈ和Ｊ．　Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎａ提出了双馈电机降阶模型，依据其模型分析了机组的多种可能运行模式，所建模型可用于转速和桨矩角控制；他们还研究了海上风电场经海底电缆并网的风电系统动态行为。

大规模风电系统并网技术研究

大规模风电系统并网技术研究一、引言随着能源需求的增长和环境问题的日益凸显，发展可再生能源已成为全球范围内的热门话题。

作为最为成熟且广泛应用的可再生能源之一，风能因其无污染、可再生等优势，成为各国政府和能源公司关注的重点领域。

为了更好地利用风能，大规模风电系统并网技术的研究与应用变得尤为重要。

二、风电系统简介风电系统由风力发电机组、变桨机构、传动装置、发电机、变频器、电网连接设备及控制系统等组成。

其主要通过叶片受风推动旋转，进而驱动发电机产生电能。

然而，由于风速的不稳定性和变化性，大规模风电系统的并网技术面临着一些技术难题。

三、并网技术的挑战与发展1. 风电系统的无功功率控制由于风力发电机的非线性特性和无功功率的无法量化，大规模风电系统并网时面临着无功功率调节的困难。

无功功率调节系统的不完善会导致电力网的电压稳定性和质量问题。

因此，研究和优化风电系统的无功功率控制是保证并网稳定运行的关键。

2. 并网中的电流谐波与有功功率波动风电系统的并网会引入电网中的电流谐波，导致电力质量问题。

同时，在风速变化较大的情况下，风电系统的有功功率也会出现较大的波动。

这些问题不仅影响到用电设备的正常运行，还对电力系统的稳定性产生负面影响。

因此，如何降低电流谐波和有功功率波动成为大规模风电系统并网技术研究的重要课题。

3. 频率响应和动态稳定性大规模风电系统并网时，会对电力系统的频率响应和动态稳定性产生影响。

由于风速的快速变化，风电系统的输出功率也会变化，从而影响到电力系统的频率稳定。

这要求对风电系统进行频率响应和动态稳定性的研究，以确保其与电力系统的协调运行。

四、大规模风电系统并网技术的研究与应用为了解决大规模风电系统并网中的技术难题，国内外学术界和企业开展了一系列相关研究。

在无功功率控制方面，研究人员通过改进控制策略和算法，优化发电机的无功功率调节性能。

同时，他们还从电网侧入手，探索提高无功功率调节功能的电压控制方法。

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关键词：大规模风电场；网；值建模并等
由于自然条件等的约束，我国风能资源多分布
于西北内陆地区，这些地区往往远离大负荷所在地，了开发这些丰富的清洁可再生能源，必须为就
值模型的研究在很长一段时间内都将成为热点。
在含有大规模风电场接入的电力系统的稳态
运行和一系列稳定性分析中，针对不同的研究目
的，以从对各种类型风电机组的数学模型的具体可分析出发，过合理地组合或简化建立起相应的等通值模型，而利用经过验证的可靠的风电场等值模进型来进行含大规模风电场接人的电力系统仿真，大大简化仿真过程，少计算的时间，高分析速度减提
和效率。
摘要：电场等值模型的建立有助于对含有大规模风电接风入的电网进行稳态运行以及各种稳定性问题的分析研究。介绍了风电场等值建模的基本思想，基于国内外关于大规模并网型风电场等值建模的研究现状，对风电场稳态和动态的各
种等值建模法进行了简要的分析和综述。
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ＣｌａｅｇｅｎＥｎｒｙ
第２卷第２７期
２１年２０１月
电网与清洁能源
ＰｗｒｙｔｍｎｌａｎｒｙｏｅｓＳｅａｄＣｅｎＥｅｇ
Ｖ０－７Ｎｏ２ｌ２．
Ｆｂ２ｌｅ．０１
文章编号：６４３１（００ — ０６０１７ — ８４２１）２０５ — ５１
ｒｓａｃｅｅｏｍｅｔｏｈｄｌｇｍｅｈｄｏｒｅｓａｅｅｅｒｈｄｖｌｐｎｎｔｅｍｏｅｉｔｏｓｆｒｌｇ — ｃｌｄｎａ
ｗｉｄｆｒｓｂｔｔｈｍｅａｄａｒａ，ｔｅｐｐｒｐｅｅｔｒｆｎｍｏｈａｏｎｂｏｄｈａｅｒｓｎｓａｂｅａｉｒｖｅｅｉｗａｄｎｙｉｏａｌｋｎｓｆｔｔａｄｙａｃｎａａｓｓｎｌｉｄｏｓａｉｌｃｎｄｎｍｉｅｕｖｅｔｄｌｇｏｒｅｓａｅｒｄｃｎｅｔｄｗｉｄｑｉａｎｌｍｏｅｉｆａｇ－ｅｌｄｇ－ｏｎｃｅｎ．ｎｌｉＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｅｕｖｅｔｄｌｇｑｉａｎｌｍｏｅｉｎｌｒｅｓａｅｗｎｆｒｇｒ－ｏｎｃｅ；ａｇ — ｃｉｄａｍ；ｉｃｎｅｔｄｌｄ
资源，一系列海上风电场的建设项目也逐步被纳入规划。因此，由数十上百甚至上千台风电机组所对
组成的大规模风电场进行建模，庞大复杂的风电将场系统等值为某个便于计算分析的风电场模型，在
实际的风电并网中有着十分重要的意义。而随着大规模风电场的不断开发和建设，对其接入电网的等
中图分类号：Ｍ８Ｔ３
文献标志码：Ａ
大规模并网型风电场等值建模研究现状
曹张洁，向荣，谭谨，晓茹王
（南交通大学电气工程学院，西四川成都６０３）１０１ＲｅｉｗｆｖｅｏＣｕｒｅｓａｒｈｏｕｉａｅｏｌｎｇｏｒｅＳｃｌｒｄｒｎｔＲｅｅｃｎＥｑｖｌｎｔＭｄｅｉｆＬａｇ－ａｅＧｉ－ＣｏｅｔｄＷｉｒｎｎｃｅｎｄＦａｍ
ＣＯＺａｇｊ，ＩＮｏｇＴＮＪ，，ＡｉＷＡＧＸａｒｅｎｏ
（ｏｅｅｏｌｔｃｌｎｉｅｒｇＳｕｈｅｔｉｔｇＵｉｒｉ，ｈｎｄ１０１ＳｃｕｎＰｏｉｃ，ｈｎ）ＣｌｇｆｅｒａＥｇｅｎ，ｏｔｗｓＪｏｎｎｖｓｙＣｅｇｕ６０３，ｉａｒｖｅＣｉａｌＥｃｉｎｉａｏｅｔｈｎ