含风电场的电力系统静态电压稳定性分析中期报告
燕 山 大 学
本科毕业设计（论文）中期报告
课题名称：含风电场的电力系统静态电压稳定性研究
学院（系）：电气工程学院
年级专业：09级电力四班
学生姓名：张建春
指导教师： 王珺
完成日期： 2013.5.8
一． 毕业设计进展情况
1.已完成部分: (1). 双馈风电机组稳态计算模型已完成；(2).含双馈风电机组的电力系统潮流计算在matlab程序中已完成；(3). Matlab的学习和算例的编程已完成。(注：从开题报告到中期答辩的主要任务)（4）.初步了解p-v曲线法的含义
2.未完成部分: (1) 应用P-V曲线法研究含风电场的电力系统静态电压稳定性；（2）计算结果的分析与p-v曲线的进一步学习，
因为大部分时间都花在了matlab的编程上，因此，对部分知识的掌握还不太熟悉，望老师能够谅解。
二.毕业设计的具体实施方案
1.简介
(1). 双馈风电机组稳态计算模型；
在开题报告的答辩结束之后,我便开始了中期答辩的准备工作,通过查阅文献对双馈风电机组稳态计算模型增加了了解.双馈感应发电机的静态模型定子回路和转子回路电压方程分别为:
UsssssrmsrrrsrmIrjxIIjxrUIjxIIjxss (1)
其中，sU为定子端电压，sI为定子电流，rU为转子绕组外接电源的电压，rI为转子电流，sr和sx分别为定子绕组的电阻和电抗，rr和rx分别为转子绕组的电阻和电抗，s为转差率。
根据式（1）可得双馈感应发电机稳态等值电路，如图1所示。图中，mI为励磁电流，E为感应电动势。
sUsUrmXgXrXgrsrrrIsImIE
图1 双馈感应发电机稳态等值电路
由图1可知：
ssssEUIRjX (2)
/mmIEjX (3)
rmsIII (4)
rrrrUsEIRjsX (5)
式中，定子电压sU、定子电流sI与转子电压rU、转子电流rI有关.这个问题与开题报告时的问题与解决方案近似.
(2).含双馈风电机组的电力系统潮流计算；
目前双馈风电机组大多采用恒功率因数控制模式，故本文仅讨论该控制模式下含双馈风电机组的电力系统潮流计算。
垂直校正 预测
临界点 水平校正
PDEBCAVmaxP2P1PP
图2 连续潮流计算过程示意图
连续潮流法计算步骤如图2所示。从已知的解（A）开始，以一个切线预报来估计对于一个规定P增长方式的解（B），然后校正步，利用常规潮流法（系统P值不变）解出准确解（C）；当P进一步增长时,根据新的切线预报电压值。如果新的估计P值超出了准确解的maxP，则以P值固定的校正计算就不会收敛。因此采用固定监控点电压的校正（水平校正）计算来求准确解（E）。当接近电压稳定极限时，为了确定准确的maxP，在连续预报期间，P应逐步减少。
连续潮流的优点为鲁棒性强，缺点为计算时间较长。为同时解决收敛性和计算时间问题，本文在计算中采用了常规潮流求解与连续潮流分析相结合的方法，即从初始运行方式开始，用常规潮流法求解，直到不能收敛为止，再采用连续潮流法计算。
双馈感应发电机注入系统总有功功率eP由定子绕组发出的有功功率sP和转子绕组发出或吸收的有功功率rP两部分组成。风电机组处于超同步运行时，转子转速高于同步转速，转子绕组发出有功功率；风电机组处于亚同步运行时，转子转速低于同步转速，转子绕组吸收有功功率；风电机组处于同步运行时，转子转速等于于同步转速，转子绕组既不发出也不吸收有功功率。由式（1）~（5）可以推出，转子绕组的有功功率rP可用定子绕组有功功率sP和无功功率sQ来表示，即
222222222rssssrsrssrssmmmsrxPQrUrxPQsPxxxU (6)
式中，sssmxxx。则双馈感应发电机注入系统总有功功率为
2222222221esrrssssrsrssssmmmsPPPrxPQrUrxQsPxxxU (7)
双馈感应发电机的无功功率eQ也是由两部分组成，一部分是发电机定子侧发出或吸收的无功功率sQ，另一部分是变流器在发电机转子侧吸收的无功功率rQ组成。调节转子外加电源电压的幅值和相角，可以改变定子侧发出或吸收的无功功率的大小。变流器在发电机转子侧发出或吸收的无功功率rQ相对较小，可以忽略，因而双馈风电机组的无功功率eQ可以近似为定子绕组的无功功率sQ。若风电机组功率因数设定值为cos，则有：
tanessQQP (8)
代入式(7)，得： 222222222tan1tan1esrrsrsssrsssmmmsPPPrUrxPrxsPxxxU (9)
（3）.p-v曲线法的学习
P-V曲线：选定负荷和发电机出力的增加方式和方向，决定基态与电压失稳的距离. 通过增加负荷和发电机出力是评价电压稳定最常用的方法.
完整的p-v曲线可以通过两种方法产生：第一种是通过研究的区域中不断增加负荷并不断增加外部的发电量。第二种方法是不断增加传输界面潮流，即把发电量从受电区域移到外部区域。外部区域电源有限时，可以单独为了建立功率裕度而采用虚拟发电机，这台发电机应当不提供无功功率。这两种方法都是使一个区域逐步紧张起来，即从低负荷或轻的低界面潮流到高负荷或重的界面潮流，从而建立起完整的P一U曲线。
应用P-V曲线法研究含风电场的电力系统静态电压稳定性.连续潮流分析法就是P-V曲线逐步追踪极限点的方法，它在电力系统静态稳定性研究方面有着广泛的应用。连续潮流分析法可以克服潮流方程在接近稳定极限运行状态时的收敛问题。当系统某一参数连续改变时，连续潮流算法可以跟踪系统状态的变化，从而得到系统的定常解曲线。
本次编程是通过不断增加负荷的方法来建立P一u曲线的，其基本步骤如下：
1）选择一个研究区域，这个区域中负荷将逐步地增加，它是容易遭受或认为可能遭受电压崩溃的区域，区域的大小根据实际需要确定。要变化的量是区域内负荷(功率因数不变)和外部发电量。
2）研究的区域中负荷模拟起始大约在预期峰荷的20%左右。这将有利于提供完整P一U分析，因为这预料了低于运行点水平下建立P一v曲线的问题。在低于运行点时，外部送人区域的发电童应当减少以便和研究区域中成比例「降的负荷相匹配。当研究区域中负荷成比例上升时，将可捕捉到增加的负荷需求与研究区域中的电压分布。
3）调整研究区域内部发电量。在P一v分析期间，内部发电机的有功输出应当维持不变。每一台发电机的无功容量应当表示成机组的容量，其输出的无功功率应当允许随着P一u分析过程进行调整。电压崩溃将发生在研究区域的无功容量被耗尽的时候。
4)选择研究区域的节点或节点组，其电压将传送到研究区域的功率的增加得到监视和记录。作为电压不稳定初始的研究，工程师应当选择几个严重节点进行监视。监视记录的电压就是P一V曲线Y轴的数据。
5)选择要仿真的系统条件。系统条件应当在为建立P一V曲数据成比例增加内部负荷和外部发电量之前阐明。系统事故前的P一V分析提供研究区域可得到的最大负荷容量的指示。应根据性能等级对事故进行仿真以保证和电压稳定裕度相一致，并提供关于事故后可能发生的静态运行点的信息。
2.基本模型建模
(1). 算例的编程。
算例中的含双馈风电机组的电力系统潮流计算这部分的编程几乎占用了从开题报告到中期答辩这段时间的大部分,其中,通过上网和向老师求助学习了matlab软件的编程功能,进而通过文献查阅和老师的解答并选择了一个9节点的多机系统作为算例进行研究，编写出了连续潮流部分的计算过程，并且成功仿真出了含双馈风电机的三机九节点的系统模型，如图2所示。并成功绘制出了p-v曲线，如图3所示。但是,由于自身的能力有限, 因此,
p-v曲线部分的程序还有待于改善。 图2 含双馈风电机的三机九节点的系统模型
程序开始部分的赋值程序如下：
n=9;
n1=9;
isb=1;
pr=0.00001;
b1=[1 4 0.0576i 0 1.05 1; 4 5 0.017+0.092i 0.158i 1 0; 5 6
0.039+0.17i 0.358i 1 0; 3 6 0.0586i 0 1.05 1; 6 7 0.0119+0.1008i
0.209i 1 0; 7 8 0.0085+0.072i 0.149i 1 0; 8 2 0.0625i 0 1.05 1; 8 9
0.032+0.161i 0.306i 1 0; 9 4 0.01+0.085i 0.176i 1 0];
b2=[0 0 1.05 1.05 0 1; 1.63 0 1.05 1.05 0 3; 0.85 0 1.05 1.05 0 3; 0
0 1 0 0 2; 0 0.9+0.3i 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 1+0.35i 1 0 0 2; 0 0 1 0 0
2; 0 1.25+0.5i 1 0 0 2];
Y=zeros(n);
其中，n和n1分别表示节点数和支路数，由于本人所选的算例是一个含双馈风电机的三机九节点的系统模型；isb表示平衡点的节点号；pr为潮流计算的误差精度；矩阵b1每一列依次为支路首端、279385641末端、支路阻抗、对地电纳、支路比和折算到哪一侧的标志（高压侧为1；低压侧为0）；b2矩阵的每一列分别表示节点的发电机功率、负荷功率、节点电压值、PV节点电压V给定值、节点无功补偿设备容量和节点分类标号。Y为雅克比矩阵，开始时对其赋予nxn的零矩阵初始值。
通过编程得出如下p-v曲线：
图3 节点的p-v曲线图
图4常规输出各节点的电压值
图5 常规潮流计算各节点的输出电压
三．毕设过程中遇到困难和解决办法
问题一：matlab的编程是如何进行的
因为这是在大学期间第二次使用matlab，所以比较生疏。在拿到课题有了大概的了解之后，刚开始以为是通过建立仿真模型得出仿真结果。但是，通过询问老师知道是通过matlab的编程而得到。一开始我觉得很棘手，最后经过不断地询问老师，并自己上网观看matlab的基础教程来进一步了解matlab的编程。慢慢进行摸索，得到了初步的了解。
问题二：如何获得p-v曲线图
由于自身的能力有限，编程中的部分程序是参考网上的类似程序通过修改并通过导师的帮助来完成的。开始的时候并不知道P-V曲线是要通过潮流计算得到的，经过老师的提示与参考文献周双喜老师编的《电力系统电压稳定性及其控制》这本书的阅读与理解，最终，绘制出p-v曲线。但程序还有待进一步完善
含大型风电场系统暂态电压稳定性分析
第４１卷第１期 ２０１４年１月 华北电力大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏａｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｖｏ１．４１．Ｎｏ．１ Ｊａｎ．．２０１４
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ＩＳＳＮ．１００７—２６９１．２０１４．Ｏ１．０８
含大型风电场系统暂态电压稳定性分析
卢锦玲，石少通，徐超，程晓悦
（华北电力大学电气与电子工程学院，保定０７１００３）
摘要：目前，静态电压稳定和暂态功角稳定的机理研究和分析方法已取得很大进展，然而对暂态电压稳定性 的研究不够充分，有关暂态电压崩溃的机理、模型和稳定指标的研究尚待深入。为了探讨大型风电场接入电 网后在电网受到短时大扰动后的暂态电压稳定性以及故障期间如何保持风电场并网运行并对系统暂态电压稳 定提供动态支持，基于双馈风机建立了风电机组的暂态数学模型，分析了含风电场地区电网暂态电压失稳的 机理，建立了暂态电压稳定指标和风电机组的综合控制模型，对比分析了不同风电接入容量、不同故障位置 以及不同阵风强度下系统节点的暂态电压稳定性。通过改进风电机组的控制模型建立了具有暂态电压支持能 力的快速桨距角控制和转子侧变频器控制协调控制模型以改善电网故障期间风电场地区的暂态电压稳定性。 最后，通过仿真分析了大型风电场接入电网后系统发生大扰动期间风电机组特性对电网暂态电压稳定性的影 响．验证了改进的控制模型对提高风电场地区暂态电压稳定性的有效性。
关键词：暂态电压稳定；电压崩溃机理；大扰动；电压稳定指标；控制模型
中图分类号：ＴＭ７１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—２６９１（２０１４）０ｌ一００４５—０８
Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ
ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｓｙｓｔｅｍ
ＬＵ Ｊｉｎ—ｌｉｎｇ，ＳＨＩ Ｓｈａｏ－ｔｏｎｇ，ＸＵ Ｃｈａｏ，ＣＨＥＮＧ Ｘｉａｏ—ｙｕｅ
并网风电场对电力系统电压稳定性影响的研究论文
并网风电场对电力系统电压稳定性影响的研究论文
并网风电场对电力系统电压稳定性影响的研究论文
摘要：阐述了国内外风力发电的发展和现状，分析了风力发电的类型和特点以及风电场并网的相关问题，研究了风电场的接入对电网电压的影响。并通过PSCAD中对恒频恒速的普通异步电动机组和变速恒频的双馈电动机组成的风电场构建仿真模型得出一系列的结论。
关键词：风力发电;潮流计算;电压稳定性
0引言
风力发电作为可再生能源中一种重要的利用形式，是目前技术最成熟，最具规模开发的发电形式。由于风资源的大规模开发、单一风电场装机容量的增加，导致风力发电在电网中所占比例越来越大。风电的大量接入改变了电网中原有的潮流分布，而且风速的随机性和间歇性导致风力机输出功率不稳定，风电场输出功率的波动性会对电网电压造成严重影响。因此，深入研究并网风电场对地区电网电压稳定性的影响，对开发和规划风电场都具有重要的现实意义。
1课题的目的及意义
风力发电由于其在减轻环境污染、调整能源结构、解决偏远地区居民用电问题等方面的突出作用，越来越受到世界各国的重视并得到了广泛的开发和利用。
风速的随机性和间歇性导致风力发电机功率的不稳定性，风电场并网运行对电力系统电能质量、安全稳定带来诸多负面的`影响，为了更加充分的开发利用风力资源，在风电场建设之前，需要对并网风电场接入电力系统稳定的影响做深入的研究分析，并计算出风电在电力系统中的最佳配置容量，这对风电场的规划设计以及电力系统的稳定运行都有着重要意义。
2风力发电机组的分类
风力发电机是一种将风能转换为机械能，再由机械能转换为电能的机电装置。风力发电过程是：空气流动的动能作用在叶轮上，将动能转换成机械能，叶轮的转轴与发电机的转轴相连，通过传动机构将机械能送至发电机转子，带动着转子旋转发电，实现由机械能向电能的转换，最后风电机组将电能通过风电场变电站升压与电网连接。在本课题中，我们主要是结合建立的标准风电机组的数学模型，进行各种计算与仿真，分析并网风电场对电网电压稳定的影响。
风电并网对电力系统电压稳定性的影响
风电并网对电力系统电压稳定性的影响
摘要：随着科技的快速发展，风力发电机技术得到了不断的更新，相应的单元结构得到了优化，有关性能得到了提高。在这种形势下，风电正逐步走向产业化。加速风能的开发和利用，有利于提高保护环境和减少能源消耗。事实上，风力发电机的功率是非常不稳定的，在风电场并网的时候，会对电力系统的电压稳定性和安全性产生很大的影响。因此，对风电场并网带来的电力系统稳定性的影响进行系统的了解，有助于明确科学的管控措施，从而保证电网运行的稳定性。
关键词：风电并网；电力系统；电压稳定性
前言：风力发电是一种新的可再生能源，在全球范围内得到了快速的发展。目前，我国风电建设正处于高速发展期，大型风电机组接入电网是风电发展的必然要求。风电场接入电网分析是风电技术三大核心问题之一，对风电场的规划、设计、运行等方面都有重要意义。随着风电机组装机容量在电网中的比重不断增大，风电机组对电网的影响也日益突出。为了保证电网的安全稳定运行，有必要对其进行深入的分析。
1风电并网的主要问题
1.1电压波动和闪变
目前大部分风电机组都已实现了软并网，但是，由于风电机组的起动存在着很大的冲击。当速度大于切断速度时，风扇将在额定输出功率下自动停止运转。若风电场中全部风机在同一时间运行，则其对配电网络的影响将非常显著。除此之外，风速的变化以及风机的塔影效应都会造成风机出力的波动，而其波动恰好处于可以产生电压闪变的频率范围之内（小于25 Hz)，当风机在正常运转时，也会给电网带来闪变问题，对电能质量造成影响。风电并网运行时，造成电网电压波动、闪变等现象的主要原因是风电机组出力不稳定。风力发电系统中的有功与无功共同作用于电网电压的变化。风力发电机的有功功率在很大程度上取决于风速；对于无功而言，恒速风力机所需的无功会随着有功的变化而变化，而双馈电动机通常都是恒定的功率因子，所以其无功的变化幅度很小。风电并网后，除了在连续运行的情况下，还会在启动、停机以及机组的切换等过程中发生电压波动与闪变。风电机组的开关动作主要有起动、停机和发电机开关三种，而发电机开关只适合多个或多个绕组的风电机组。这种开关动作会导致系统的电力波动，进而导致系统的电压波动，甚至会导致系统中的其它节点以及附近的电网发生闪烁。
风电场接入对电网电压稳定性影响分析-秦皇岛网
风电场接入电网技术专题研讨会论文集
70 风电场接入对电网电压稳定性影响分析
陈俊杰 黄 旭 戈阳阳 何超军 张明理
(东北电力科学研究院 沈阳 110000)
摘要：随着风电场容量和接入电压等级的不断提高，风电场对电网的电压影响越来越大。本文分析了风电场出力对于系统电压影响的原因，对某含有风电场的实际电网进行了仿真计算并进行了详细分析。风电场对电网电压的影响是由风电场容量、电网实际结构和潮流分布、风机类型等多种因素决定的，在评价风电场对电网电压稳定影响时需要综合考虑这些因素。
关键词：风电场；系统潮流；无功功率；电压稳定 秦皇岛网 /
秦皇岛论坛
1 引言
随着可再生能源发电激励政策研究不断深入和可再生能源发电技术的快速发展，风力发电在我国迅猛发展，大容量风电场不断接入电网运行[1]。随着风电场接入容量和接入电压等级的不断提高，大型风电场接入对电网的影响着逐渐增大，风电场的接入对于电网电压的影响成为热点问题。
风电场接入电网将改变系统的潮流并有可能影响系统的稳定性，因此在风电场设计规划阶段计算含风电场的系统潮流并分析风电场接入对系统电压稳定性的影响非常重要[2]。
2 风电场接入对于电网影响
风电场的出力对于系统电压的影响是多方面的，而且与风机型号、风电场的装机容量以及风电场的地理位置都有很大的关系。风电场出力对于系统电压的影响主要是由于无功引起的，一个系统无功功率水平及调节能力直接影响整个电网的电压水平[3,4]。系统中各个节点的电压与系统中的无功之间存在一个无功功率对于电压变化的灵敏度关系，具体的灵敏度方程可表示为：
HNJLJJPJJQU (1)
式中HNJLJJJJ 、 、 、为潮流方程中的雅可比分块矩阵，各分块矩阵中的元风电场接入电网技术专题研讨会论文集
71 素依次为iHijjPJ，iNijjjPJUU，iJijjQJ，iLijjjQJUU，其中P、Q、U、θ分别为节点的有功功率、无功功率、电压幅值和电压相角，下标i，j为节点编号；为节点电压相角偏差量；这里定义U为节点电压偏差量与该点电压幅值之比；PU、分别为系统的有功功率和无功功率的偏差。
毕业论文电力系统静态稳定性分析
毕业论文电力系统静态稳定性分析
目录
1. 内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
1.1 研究背景及意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
1.2 国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.3 研究内容与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.4 论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
2. 电力系统静态稳定性概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
2.1 电力系统静态稳定性的定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
2.2 电力系统静态稳定性的评价标准．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
2.3 电力系统静态稳定性的影响因素．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
3. 电力系统静态稳定性分析方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
3.1 电力系统稳态模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
3.2 电力系统暂态模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
3.3 静态稳定性分析的数学方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
3.4 静态稳定性分析软件工具．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
4. 电力系统静态稳定性案例分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
4.1 案例选择与介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
风电场接入对电力系统稳定性的影响分析
风电场接入对电力系统稳定性的影响分析
发表时间：2020-05-28T08:35:25.336Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第3期 作者： 马保战
[导读] 下面以我国某地区实际电网为例对含有大型风电场的电力系统进行研究。
中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司 河南郑州 450000
摘要：进入二十一世纪以来，我国的社会快速发展，带动了我国科学技术的进步，人民生活水平的不断提高，大家对资源的应用也有了新的看法，影响最广的就是可持续发展理念。而风力资源最为一种最丰富、最清洁的能源，已经广泛应用到大规模的风力发电当中。随
着我国风电场规模的不断扩大，再加上风电具有随机性和波动性的特点，导致电网电力系统的稳定性问题更加严重。
关键词：大规模;风电集中；电力系统；稳定性；影响分析
引言
与常规发电机组不同，风电机组出力特性具有随机性和不确定性，且风电处于电网末端，风电并网对电网运行的影响将日益突出，对电网频率特性、功角稳定性、无功电压特性等诸多方面都将产生重大影响，需要详细分析。风电场内一般有上百台风电机组，风电机组的
详细建模导致仿真时间过长，因此需对风电场进行简化，如按容量加权法等值、按功率损耗相等进行等值。风电机组暂态过程不同于传统
同步发电机，建立了适用于机电暂态仿真的双馈风电机组模型，考虑了转子侧变流器的控制策略与Crowbar保护的动作特性。针对特定故障
利用最小二乘法对风电场进行参数辨识。采用遗传算法将风电场的输出特性引入到风电场的等值求解过程中，保留所有风力机和风速模
型，用改进容量加权单机等值法对风电场等值。采用功率注入模型模拟双馈风电场，分析了风电场对暂态稳定的影响。将双馈异步风力发
电机（DFIG）风电场在故障恢复之后用恒阻抗功率源模拟。该方法以风电机组具有相近运行点为机组分群原则，给出风电场动态等值的多
机表征方法。电力系统接入大型风电场后，对电力系统各方面均产生重大影响，在电力系统的规划设计中，对于大型风电场进行仿真计算
风电并网对电力系统电压稳定性的影响 2
风电并网对电力系统电压稳定性的影响
摘要：作为一种绿色环保的可再生能源发电方式，在国家政策以及经济发展的需求下，风力发电越来越受到人们重视并得到了迅速发展。但是由于风能的随机性和间歇性，风电并网会对电力系统电压稳定性产生较大的负面影响，不利于我国电力系统的安全稳定运行。基于此，本文通过分析风电并网存在的主要问题，阐述了风电并网对电力系统静态电压稳定性和暂态电压稳定性的影响，并提出了一些改善措施，希望对风电并网的发展能够有所帮助。
关键词：风电并网；电力系统；电压稳定性；影响
前言
风能作为一种可再生的清洁能源，在全球蕴量巨大，并且开发难度小，容易大规模实施，相比传统能源而言，无环境污染，不依赖其他能源。根据世界气象组织宣称，全球的风能资源约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能资源总量还要大10倍。作为当前可再生能源技术中相对成熟，同时可商业化开发和规模化发展的一种清洁能源，风能的利用方式和发电技术发展受到世界越来越多的关注。
1相关背景
为有效应对日益严峻的能源短缺和环境污染问题，风电等清洁、可再生能源的大规模并网将成为必然。然而风资源的间歇性、随机性和波动性，与电网安全稳定运行对电源输出功率的稳定性要求是相矛盾的。风机内也含有诸多电力电子型器件，其复杂的控制系统对电能质量的影响需要进一步研究。大规模的风电并网必然会造成现代电力系统安全稳定、电能质量等控制的困难，严重时甚至会出现大面积的风力发电机组脱网、系统频率和电压失稳等殃及整个电网安全稳定运行的大型事故。
我国的风力资源在全国各地区分布并不均匀，且有时候负荷区域并不在风力资源丰富的地区，风能的大规模、远距离输送已经成为现实，国家电网公司还提出了全球能源互联的设想。随着风电渗透率的不断提高，电力系统稳定运行更加趋于极限条件，区域电网互联所引起的各类低频振荡的现象越来越严重，所以分析风场接入电力系统带来的影响己经是迫切的需求。
风电场并入末端电网稳定性分析
环球市场信息导报 ｅｒｏｓ９５８６＠１６３．ｃｏｍ 能源与交通经济
风电场并入末端电网稳定性分析
阳细斌（广东电网公司阳江供电局 广东阳江５２９５００）
摘要：随着大批风电场的建设，风电机组在电网中所占比例越来越高。由于风力发电机组的可控性远弱于火力发电机组和
水力发电机组，所以给电网带来了许多新的技术问题。我国风电场多建在薄弱电网，一定规模的风电场接入局部电网后势必带来
电压稳定问题，影响电力系统稳定。针对风电场并入薄弱电网的电压稳定性问题进行分析研究，并进行仿真，从静态角度分析了
影响风电场电压稳定的不同因索。
关键词：电压稳定性；风电场；短路容量
风力发电是一种清洁的可再生能源，可以改善能源结构，提
高能源安全，积极应对气候变化，为经济和社会发展带来显著的
效益。中国风能资源较为丰富的地方往往地处偏僻，位于电网末
端，远离负荷中心，电网较弱，电压不稳定。由于风能具有随机
性和间歇性的特点，随着风电装机容量及在电网中所占比例的增
加，给电网的安全、稳定运行带来重大的影响，因此，如何维持
系统的稳定性是亟需分析和解决的问题。
１．风电场并网运行引起的电压波动和闪变
风电场并网运行除了产生谐波之外，还会引起电网电压波动
和闪变，根本原因是并网风电机组输出功率的波动，下面将分析
并网风电机组输出功率波动引起电压波动和闪变的机理。
Ｉ１锋慷曦■霉
ｌｉ． ｔ 确■麓，Ｉ誓舶奄废■弗
神蠢功龟鞭 Ｉ恕的ｔ压■捧
图１风电机组并网示意图 图１为风电机组并网
示意图，其中古为风电机组
出口电压相量： 电网电
压相量：Ｒ。， 分别为线路
电阻和电抗；厶， 分别为
线路上流动的有功功率电
流和无功功率电流相量。一
般而言，有功功率电流要远
大于无功功率电流。
由图ｌ ｂ）可见， 。厶是
造成电压降落的主要原因， ／ｘ，Ｌ－￣睡直，造成的电压
降落可以忽略不计。由图１ ｃ）可见， 是造成电压
降落的主要原因， 与陲直，造成的电压降落可以忽略不计。
大规模风电接入电力系统的静态电压稳定特性研究
・分布式电源・ 低压电器（２０１１Ｎｏ．１１）
大规模风电接入电力系统的
静态电压稳定特性研究术
袁铁江 ， 张俊 ， 晁 勤 ， 段晓田 ， 王厚军 ， 王小华。
（１．新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐８３００４７； ２．新疆电力公司昌吉电业局，新疆昌吉８３１１Ｏ０； ３．国电新疆吉林台水电开发有限公司，新疆鸟鲁木齐８３０００２）
袁铁江（１９７６一）， 摘要：基于ＤＩｇＳＩＬＥＮＴ／Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒｙ构建了新疆实际电网仿真模型，利用ＤＰＬ 男，博士研究生，研 （ＤＩｇＳＩＬＥＮＴ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ，ＤＰＬ）语言编程实现连续潮流计算，通过绘制ＰＶ曲 究方向为风电及其 线和计算静态电压稳定裕度对静态电压特性进行分析，进而对新疆电网所关心的风电 ＃网轱术 接入对系统电压稳定的影响进行了分析研究。结果表明，当前规模的风电容量接入新 疆电网对其电压稳定性的影响较小，电网可安全稳定运行；并且不同类型风电机组构成 的风电场对系统静态电压稳定性的影响不同。 关键词：风力发电：静态电压稳定；ＤＩｇＳＩＬＥＮＴ软件；ＰＶ曲线；稳定裕度 中图分类号：ＴＭ ７１２．２文献标志码：Ａ文章编号：１００１－５５３１（２０１１）１１－００３３－０５
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｓｔａｔｉｃ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ Ｗｉｎｄ Ｆａｒｍｓ ｉｎｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ
ＹＵＡＮ Ｔｉｅｊｉａｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｊｕｎ ，ＣＨＡＯ Ｑｉｎ。，ＤＵＡＮ Ｘｉａｏｔｉａｎ ，ＷＡＮＧ Ｈｏｕ］ｕｎ ，ＷＡＮＧ Ｘｉａｏｈｕａ
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕｍｍｑｉ ８３００４７，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｃｈａｎｇｊｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｂｕｒｅａｕ，Ｃｈａｎｇｊｉ ８３ １ １ ００，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｇｕｏｄｉａｎ Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｊｉｌｉｎｔａｉ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｕｒｕｍｑｉ ８３０００２，Ｃｈｉｎａ）
电力系统稳定性研究报告
电力系统稳定性研究报告
摘要：
本研究报告旨在探讨电力系统的稳定性问题，通过对电力系统稳定性的研究，我们可以更好地理解和解决电力系统在面对各种异常情况时的稳定性问题。本报告首先介绍了电力系统的基本概念和组成部分，然后详细讨论了电力系统稳定性的定义、分类以及影响因素。接着，我们介绍了电力系统稳定性研究的方法和技术，包括动态稳定性分析、静态稳定性分析以及稳定性评估等。最后，我们总结了当前电力系统稳定性研究的现状和存在的问题，并提出了未来的研究方向。
1. 介绍
电力系统是由发电厂、输电线路、变电站和配电网等组成的复杂系统。电力系统的稳定性是指系统在面对各种外部扰动或内部故障时，能够保持稳定运行的能力。电力系统稳定性的研究对于确保电力系统的安全运行和提高能源利用效率具有重要意义。
2. 电力系统稳定性的定义与分类
电力系统稳定性可分为静态稳定性和动态稳定性两个方面。静态稳定性是指系统在扰动后能够恢复到稳定工作点的能力，而动态稳定性则是指系统在扰动后能够恢复到稳定状态的能力，并且在一定时间范围内保持稳定。根据扰动的性质和来源，电力系统稳定性可进一步分为小扰动稳定性和大扰动稳定性。
3. 电力系统稳定性的影响因素
电力系统稳定性受到多种因素的影响，包括电力负荷变化、电力网络结构、发电机参数、传输线路参数以及控制策略等。这些因素之间相互关联，相互影响，对电力系统的稳定性产生重要影响。
4. 电力系统稳定性研究方法和技术 为了研究电力系统的稳定性，我们需要采用一系列的方法和技术。动态稳定性分析是研究电力系统动态响应的重要方法，通过建立系统的动态模型，可以分析系统在不同运行状态下的稳定性。静态稳定性分析则是研究电力系统静态工作点的稳定性，通过计算和分析系统的功率流分布，可以评估系统的稳定性。稳定性评估是通过对电力系统进行全面的分析和评估，判断系统的稳定性状况。
5. 电力系统稳定性研究的现状与问题
当前，电力系统稳定性研究已经取得了一定的进展，但仍存在一些问题。首先，电力系统稳定性研究需要大量的实时数据和准确的参数，但这些数据和参数的获取和更新存在一定的困难。其次，电力系统的复杂性和不确定性使得稳定性研究面临挑战，需要进一步研究和改进分析方法和技术。此外，电力系统的可持续发展和智能化也对稳定性研究提出了新的要求和挑战。