风电场出力特性及其不确定性的对策分析
我国风力发电存在的问题及应对措施
我国风力发电存在的问题及应对措施【摘要】充分发挥风力发电的优势对于缓解当前能源短缺的局面具有重要意义，我国是世界上风电产业发展最快的国家之一，但在发展过程中也存在一些问题，本文作者对此进行了探讨，并提出了一些建议和策略，希望对提升我国风力发电产业起到积极作用。
【关键词】风力发电；问题；应对措施引言风能作为一种清洁的可再生能源，日益受到青睐。
在各类新能源中，风力发电是技术相对成熟、具有大规模商业开发条件、成本相对较低的一种，因此受到各国的高度重视。
全球风电发展覆盖70多个国家，装机容量每年增长超过30%。
据预测，到2020 年全球的风力发电装机将达到12.31亿kW，是2002年世界风电装机容量的38.4 倍，年安装量达到1.5 亿kW，风力发电量将占全球发电总量的12%。
根据发展规划，我国2006-2020 年平均每年装机约1 900 MW，投资近200 亿元，而实际将远远超过这个数值。
已建和在建的风电项目主要分布在东南沿海及附近岛屿、内蒙古、新疆和甘肃河西走廊等地区。
风电项目开发建设后，一般都能取得较好的经济效益，但在开发过程中也存在着一些问题，本文对此加以探讨。
1 我国风电发展存在的问题1.1风机制造研发投入严重不足，风机制造业基础薄弱成熟的风机制造业是发展风电的基础，而长期以来，我国风机制造研发投入严重不足，风电技术研发和设备制造能力不强，没有国家研发机构、公共测试平台、相关标准及检测、认证体系，不掌握大型风机总体设计和集成技术，关键零部件配套能力低。
目前，我国风电设备制造多与外商合作，处于从带料加工到合作生产或购买许可证国内组装的发展过程，其不利影响为：①受外商风电设备制造技术保护的制约，我国难以掌握风电机组的核心技术；②受人才、技术、工艺和材料等多种原因的制约，消化吸收引进技术的能力薄弱。
国外风电大国都是风机制造大国，为支持风机制造业，政府投入了大量的研发资金，组建政府研发机构进行基础研究，并建立风电测试平台。
海上风电场并网的影响及对策
海上风电场并网的影响及对策海上风电出力随机性强，间歇性明显，机组本身的运行特性和风资源的不确定性，使得风电机组不具备常规火电机组的功率调节能力。
因此，海上风电场并网会对电网的运行产生一定的影响，本章将从研究风电机组的电气特性出发，详细阐述风电出力的特点，进而指出风电场并网对电网的影响，最后给出相应的解决措施。
3.1 海上风电场并网的影响针对风速的随机性、间歇性导致海上风电功率的不确定性大，以及风电机组本身的运行特性使风电场输出功率具有波动性强的特点，需要从系统电压、频率以及系统的稳定性等方面研究海上风电场出力的特点和海上风电场并网对电网的影响，以提出相应的对策和解决措施。
3.1.1 风电出力的特点（1）风电出力随机性强，间歇性明显。
风电出力波动幅度大，波动频率也无规律性，在极端情况下，风电出力可能在0～100%范围内变化。
风电出力有时与电网负荷呈现明显的反调节特性。
风电场一般日有功出力曲线如图3-1所示。
图3-1 风电场一般日有功出力曲线可见，风电功率出力的高峰时段与电力系统日负荷特性的高峰时段（8：00—11：00，18：00—22：00）并不相关，体现了较为明显的反调峰特性。
一些地区全年出现反调峰的天数可占全年天数的1/3～1/2。
反调峰的现象导致风电并入后的等效负荷峰谷差变大，恶化了电力系统负荷变化特性。
（2）风电年利用小时数偏低。
国家能源局发布数据显示，2014年年底全国并网风电装机容量9581万kW，设备平均利用小时1905h。
其中，海上风电约38.9万kW，设备平均利用小时略高，可达到2500h左右。
（3）风电功率调节能力差。
风电机组在采用不弃风方式下，只能提供系统故障状况下的有限功率调节。
风电机组本身的运行特性和风资源的不确定性，使得其不具备常规火电机组的功率调节能力。
3.1.2 对电网的影响风电等可再生能源接入系统主要有以下问题：（1）通常风能资源丰富地区距离负荷中心较远，大规模的风电无法就地消纳，需要通过输电网输送到负荷中心。
风电出力特性研究及其应用
风电出力特性研究及其应用【摘要】随着全球对可再生能源的需求不断增长，风能作为清洁能源之一备受关注。
本文主要探讨了风电出力特性研究及其应用的相关内容。
在介绍了背景、研究意义和研究目的。
在分别阐述了风电出力特性概述、研究方法、影响因素分析，以及在风电场规划和风电功率预测中的应用。
在总结了风电出力特性研究的意义，并展望了未来研究方向和在实际应用中的展望。
本文旨在为风能领域的研究和应用提供参考，促进风电行业的发展，推动可持续能源的利用。
【关键词】风电出力特性、研究、风电场规划、功率预测、影响因素、应用、未来研究、实际应用、展望1. 引言1.1 背景介绍风力发电是目前常见的可再生能源之一，随着对可持续发展的迫切需求，风电在全球范围内得到了广泛应用。
风力发电机组在不同的气象条件下会产生不同的电力输出，这种变化性质称为风电出力特性。
研究风电出力特性具有重要的理论意义和实际价值。
了解风电出力特性可以帮助我们更好地利用风能资源，提高风电的发电效率。
风电出力特性的深入研究有助于优化风电场的规划和设计，提高风电场的整体发电性能。
通过对风电出力特性进行分析和预测，可以为风电系统的运行和管理提供参考，提高风电系统的稳定性和可靠性。
深入研究风电出力特性，探究其影响因素和应用价值，对推动风力发电产业的发展具有重要意义。
1.2 研究意义风力是一种清洁、可再生能源，具有巨大的开发潜力。
而了解风电出力特性对于有效规划和管理风电资源至关重要。
研究风电出力特性可以帮助我们更好地理解风电发电系统的工作原理，提高风电场的发电效率，降低运营成本。
通过对风电出力特性的研究，我们可以优化风电场的规划与设计，提高风电系统的整体性能，促进风电产业的发展。
深入探究风电出力特性的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
通过对风电出力特性的研究，可以为风电功率预测、风电场规划、风电系统运行与维护等方面提供有力支撑，推动风电产业的持续发展和健康增长。
展望未来，随着风电技术的不断创新和完善，风电出力特性的研究将在更广泛的应用领域发挥重要作用，为推动清洁能源的发展和实现可持续发展目标做出更大的贡献。
基于不确定性建模的风电场设计研究
基于不确定性建模的风电场设计研究 第一章：引言 风能作为一种可再生、清洁的能源，受到越来越多国家和地区的关注和重视。随着科技的进步，风电技术不断突破，风电成本逐渐降低，风电在能源结构中所占比重也不断增大。在风电场设计中，不确定性因素是不可避免的，在建模过程中需要考虑并加以应对。因此，本文将探讨基于不确定性建模的风电场设计研究。
第二章：风电场设计基本原理 风能是风力通过风轮产生转动，进而传动发电机实现电能转化的过程。风能转化需要风机、发电机、调速器、变桨机构等配件。作为构成风电场的基本单位，风机需要经过精确的设计和选择，以便充分利用风能，提高风电场的电能产量。因此，风电场设计是一个基于多个因素进行优化决策的过程。
在风电场设计中，需要考虑各种因素。如风速、风向、地形、气象条件等因素均对风电场的电能产量产生影响。此外，风电机组、布局、组串、变桨系数等各种参数也是制约风电场电能输出的关键因素。因此，在风电场设计时，需要建立科学、精细的模型，以提高风电场的电能输出效率。
第三章：基于不确定性建模的风电场设计原理 在研究风电场设计过程中，不确定性因素是不可避免的，对其进行建模和分析是非常必要的。基于不确定性建模的风电场设计，可以提高风电场的稳定性和可靠性，使其在不同气候条件下均能发挥最大的电能输出效果。
在建立基于不确定性建模的风电场设计原理时，需要考虑以下因素：
1. 风能特性的不确定性 风能的大小和方向是不确定的，会受到复杂的地形、气象条件等多种因素的影响。因此，在建立风电场设计模型时，需要考虑多种风能特性差异，建立相应模型预测电能输出变化情况。
2. 风机组的不确定性 风机组受制于多种因素，如风速、风向、布局等因素。因此，在建立风电场设计模型时，需要考虑不同风机组的影响差异，制定对应策略加以应对。
3. 气象条件的不确定性 气象条件是影响风电场电能输出的关键因素，包括温度、湿度、气压等气象参数。因此，在建立基于不确定性建模的风电场设计原理时，需要引入气象条件模型，预测不同气象条件下风电场电能输出情况。 4. 风电场布局的不确定性 风电场的布局对电能输出效果有着重要影响。不同地域、地形、气象条件下风电场的布局差异显著，需要建立不同风电场布局模型，以预测电能输出效果。
第三章风力发电机组的特性分析
第三章风力发电机组的特性分析风力发电机组是利用风能转化为电能的装置，最主要的组成部分是风力发电机和控制系统。
在设计和运行过程中，需要对风力发电机组的特性进行分析，以了解其工作性能和电能输出能力。
本文将从风力发电机的功率特性、风速-功率曲线、风机性能系数、传动系统效率等几个方面进行分析。
首先，风力发电机组的功率特性是指在不同风速条件下，风力发电机的输出功率变化情况。
通常情况下，风速越高，发电机的输出功率越大。
然而，随着风速的增加，风力发电机的输出功率不会无限制地增加，而是会达到一个峰值后逐渐趋于稳定。
这是因为风力发电机在低风速下，转子转速较低导致输出功率较小；而在高风速下，由于受到空气动力学效应的限制，风力发电机无法进一步提高转速，从而限制了功率的增加。
其次，风速-功率曲线是描述风力发电机在不同风速下的输出功率变化情况的曲线。
通过绘制风速-功率曲线，可以直观地了解风力发电机在不同风速条件下的输出特性。
在曲线的初期阶段，发电机的输出功率随着风速的增加呈现较快的增长趋势；随着风速的继续增加，发电机的输出功率增长逐渐减缓，并在其中一点达到峰值；当风速继续增加时，发电机的输出功率趋于稳定。
第三，风机性能系数是评价风力发电机组性能的重要指标之一、风机性能系数定义为风力发电机的实际输出功率与理论最大输出功率之比，它能够反映风力发电机的利用效率。
风机性能系数通常介于0.2和0.6之间，数值越大表示风力发电机利用风能的效率越高。
最后，传动系统效率是指风力发电机组传动系统能量传递的效率。
传动系统由风轮、转子轴、传动装置等组成，承担将风能转化为电能的任务。
传动系统效率的高低对整个风力发电机组的能量转换效率有着重要影响。
提高传动系统效率可以降低能量损耗，提升风力发电机组的电能输出能力。
在实际应用中，风力发电机组的特性分析是优化设计和管理运维的关键步骤。
通过对风力发电机组的特性进行深入分析，可以帮助工程师了解风力发电机组的工作原理和限制条件，从而提高发电效果、降低成本并保障安全运行。
风电场、光伏电站出力特性浅析
风电场、光伏电站出力特性浅析发布时间：2023-02-28T03:31:40.207Z 来源：《中国电业与能源》2022年10月19期作者：王耀贤[导读] 本文将对风电场、实际出力数据进行统计分析，总结归纳风电场、光伏电站出力特点，王耀贤宁夏银仪电力工程有限公司摘要：本文将对风电场、实际出力数据进行统计分析，总结归纳风电场、光伏电站出力特点，为风光互补发电项目提供参考依据。
关键词：风电场、光伏电站、负荷特性0、引言风能、太阳能是可再生清洁能源，我国幅员辽阔，风、光资源十分丰富。
由于风能、太阳能受地理条件、气象环境影响很大，大多数情况下，夏半年风力资源贫乏，白昼风速下降，风力发电量下降；冬半年太阳能辐射量降低，夜间无太阳辐射，光伏发电不足。
风能与太阳能在时间和空间上的互补性，弥补了风电和光伏发电系统在资源上的缺陷，决定了风光互补发电比单一的风力发电或太阳能发电更为高效。
风光互补发电既能提高风电场输变电系统的可利用率，又能增加风电场的平均负荷率，可间接的促进光伏发电的并网消纳。
1、风电场负荷特性分析1.1 数据来源为了保证数据分析的客观有效，具有代表性，选择风电场A、风电场B、风电场C、风电场D、风电场E、风电场F共6个风电场2010年11月1日至2011年10月31日一个完整年的5分钟平均上网功率值作为研究对象。
风场信息见表2-1。
1.2 风电场负荷特性研究表1.2各风电场实际出力频次表表1-3风电场5分钟平均负荷2.3小结1）风电场的出力特性取决于当地的风资源的特性，在大的变化趋势上，风电场的负荷特性和风资源的特性完全一致。
2）风电场的负荷率为0-50%之间的情况累计达到了80%左右，也就是说风电场全年有80%左右的时间运行在50%额定负荷以下。
风电场变电站多数情况下处于欠负荷运行状态。
3）风电场五分钟平均负荷变化率在0-1%额定负荷范围内的变化率出现频率最大，风电场出力在短时间发生急剧变化的概率较低；4）风电场的平均负荷率较低，一般不超过额定装机容量的30%，通过建设风光互补电站，可以大幅增加电站平均出力，提高输变电设备的利用率。
《2024年风电功率预测不确定性及电力系统经济调度》范文
《风电功率预测不确定性及电力系统经济调度》篇一一、引言随着全球能源结构的转型，风力发电作为可再生能源的重要组成部分，其发展迅速。
然而，风电功率的预测不确定性给电力系统的经济调度带来了新的挑战。
本文将探讨风电功率预测的不确定性及其对电力系统经济调度的影响，并提出相应的应对策略。
二、风电功率预测的不确定性1. 自然因素的不可控性风力发电受自然环境影响较大，风速、风向等自然因素的变化直接影响到风电功率的输出。
由于这些自然因素的不可控性，风电功率的预测存在较大的不确定性。
2. 预测模型的不完善性目前，虽然已经有许多风电功率预测模型被提出，但由于各种因素的影响，这些模型的预测精度仍有待提高。
模型的不完善性也是导致风电功率预测不确定性的重要原因。
3. 数据采集与传输的局限性风力发电场的地理位置分散，数据采集与传输的局限性可能导致数据延迟、丢失等问题，进而影响到风电功率的预测精度。
三、电力系统经济调度的挑战1. 电力供需平衡的挑战由于风电功率的预测不确定性，电力系统的供需平衡面临挑战。
在电力需求高峰期，如果风电功率预测偏低，可能导致电力供应不足；反之，如果预测过高，可能导致电力过剩，造成资源浪费。
2. 发电成本的优化在考虑风电功率预测不确定性的情况下，电力系统的经济调度需要优化发电成本。
如何在保证电力供应的同时降低发电成本，是电力系统经济调度面临的重要问题。
四、应对策略1. 完善风电功率预测模型提高风电功率预测精度是降低不确定性的关键。
通过深入研究风电特性，优化预测模型，提高数据采集与传输的可靠性，可以降低风电功率预测的不确定性。
2. 引入智能调度系统智能调度系统可以根据实时数据和预测数据，自动调整电力系统的运行状态，以实现电力供需平衡。
同时，智能调度系统还可以优化发电成本，提高电力系统的经济效益。
3. 建立风险评估与预警机制建立风电功率预测不确定性的风险评估与预警机制，可以对电力系统的运行状态进行实时监测和预警，以便及时采取应对措施，降低风险。
风力发电系统中风场特性分析及功率曲线优化
风力发电系统中风场特性分析及功率曲线优化引言：随着全球对可再生能源的需求不断增长，风力发电作为一种清洁和可持续的能源解决方案受到了广泛关注。
风力发电系统的核心是风力机组，而风场特性分析和功率曲线优化对于提高风力发电系统的效率和性能至关重要。
本文将详细介绍风场特性分析的方法和功率曲线优化的策略，以帮助读者更好地理解风力发电系统的工作原理和提高其发电效率。
一、风场特性分析1.1 风能资源评估风能资源评估是风场特性分析的第一步。
通过测量和分析一定时间内的风速和风向数据，可以评估风能资源的可利用程度。
这些数据可以通过现场测量或气象观测站获得。
此外，还可以使用数值模拟方法来预测风能资源的分布情况。
通过综合考虑地理位置、地形地貌和气象条件等因素，可以评估风能资源的可利用性，确定风力发电系统的布局和运行策略。
1.2 风场风速分布分析风力发电系统的效率和性能取决于风场中的风速分布。
风速分布分析可以揭示风能资源的空间分布特征，并评估风力发电系统的设计参数。
通常，可以通过测量和分析一定时间内不同高度或不同位置处的风速数据来获得风场风速分布的信息。
此外，还可以使用数值模拟方法来预测风场风速分布。
这些分析结果对于选择合适的风力机组类型和布局方案、优化风力机组运行策略和提高发电效率具有重要意义。
1.3 风场风向分布分析风力发电系统的效率和性能还取决于风场中的风向分布。
风向分布分析可以揭示风能资源的方向特征，并评估风力发电系统的布局和运行策略。
通常，可以通过测量和分析一定时间内不同位置处的风向数据来获得风场风向分布的信息。
同样地，也可以使用数值模拟方法来预测风场风向分布。
这些分析结果对于选择合适的风力机组类型和布局方案、优化风力机组运行策略和提高发电效率非常重要。
二、功率曲线优化策略2.1 功率曲线优化目标风力机组的功率曲线是描述其输出功率与风速之间关系的图形。
功率曲线的优化目标是使得风力机组在不同风速下能够输出最大功率，从而提高发电效率。
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风电场出力特性及其不确定性的对策分析洪翠;温步瀛;陈群;江岳文【摘要】通过福建省某沿海风电场的出力数据,验证了风电出力变化的波动性及随机特性,将风电出力并入电力负荷,分析了风电并入后对于电力负荷变化特性的影响,并分别从电网与风电自身的角度出发,讨论了有效应对风电功率的不确定性措施,包括风电出力预测、储能手段以及风电机组自参与调频等.%This paper, first of all, validates and analyzes the fluctuations and stochastic characteristics of wind power output based on the data from a certain wind farm in the coastal area in Fujian, and then explores the effects of wind power integration on the power load characteristics, and discusses possible measures for effectively responding to the wind power uncertainty from point of view of both power grid and wind power itself. These measures include accurate wind power forecasting and suitable energy—storage and self—adjustment of frequency by the wind power generator.【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2012(028)011【总页数】4页(P65-68)【关键词】风电场出力;不确定性;风电功率预测;储能手段;自调频控制【作者】洪翠;温步瀛;陈群;江岳文【作者单位】福州大学电气工程与自动化学院,福建福州 350012;福州大学电气工程与自动化学院,福建福州 350012;湖北工业大学电气电子工程学院,湖北武汉430068;福州大学电气工程与自动化学院,福建福州 350012【正文语种】中文【中图分类】TM614为保证风电并网后电力系统运行的稳定及电能质量，需采取有力措施应对风能固有随机特性造成的风电场出力不确定性。
本文首先以福建省某沿海风电场运行数据分析风电场的出力，验证了风电场输出功率的波动性和随机性。
随后，文章从电网与风力发电机组2个角度分别考虑了风电不确定性的对策，主要包括风电出力预测、储能手段以及风电机组自参与调频等。
这些措施均可在应对风电不确定性方面发挥作用。
1 风电场出力特性的分析1.1 风电场出力的波动变化性福建省某沿海风电场共有24台2 MW永磁直驱风力发电机组，2010年1—6月的小时平均有功出力变化曲线如图1所示。
其中，70%装机容量及以上出力小时数606 h，占13.95%；零出力小时数772 h，占17.78%，风电场尖峰出力与零出力所占比例相当，可见风电场出力具有较大的波动性。
图2所示为该电场出力的幅频特性曲线，表明了大部分的风电出力部分变化属于低频慢变化。
对于风电功率预测而言，缓慢变化将更有利于变化特性的捕捉，从而获得较好的预测结果。
图1 风电场的小时有功出力曲线Fig.1 Curve of hourly power output in a wind farm1.2 风电场出力的随机变化性图3所示为发电量相当的两个邻近日的出力变化曲线。
图2 风电功率振幅频谱Fig.2 Amplitude frequency spectrum of wind farm power图3 邻近日的有功出力Fig.3 Daily power output of two neighboring days从图3中可见，两曲线的变化具有明显差异，说明虽然最大风能追踪控制技术可使风力发电机组获得最佳的能效利用，但风能固有的不确定性仍会使得风力发电机组的出力呈现出随机多变的不稳定特性。
2 风电出力不确定性影响的应对措施应对风电出力的不确定性，可将风电出力并入电力负荷后从电网角度出发考虑相应措施，亦可从风电场自身出发，参与系统调频，稳定系统频率。
2.1 风电出力不确定性对电力负荷的影响尽管风电发展迅猛，但其装机容量及规模仍远小于常规的水、火电。
本文考虑将风电场出力并入电力系统负荷，从电力负荷特性中体现其随机性与波动性。
风电功率并入之后对电力负荷造成的影响主要包括最大、最小负荷点[1]以及峰谷差值的变化[1-2]，当风力发电占最大负荷的比例越大时影响亦越大。
在满足必要安全裕度的前提下，电网的调峰任务主要是应对系统负荷波动。
优良的负荷特性应具有较小的峰谷差，这将更有利于减少系统旋转备用容量，提高调峰电源的利用效率。
某风电场一般出力日的有功功率变化曲线如图4所示。
图4 风电场一般日有功出力曲线Fig.4 Power output curve of the usual day in wind farm可见，风电功率出力的高峰时段与电力系统日负荷特性的高峰时段（上午8:00～11:00；下午18:00～22:00）并不相关，体现了较为明显的反调峰特性。
一些地区，全年出现反调峰的天数可占全年天数的35.6%～46.6%，反调峰容量可达到风电装机容量的30%～50%[3]。
反调峰的现象导致风电并入后的等效负荷峰谷差变大，恶化了电力系统负荷变化特性。
2.2 电网对于风电出力不确定性的应对措施风电功率并入电力负荷后，为应对风电出力不确定性，电网一方面可通过风电功率预测提前预知未来的风电出力情况，使调度运行部门更合理地安排旋转备用容量、有效地实现经济调度；另一方面应考虑适当的储能措施，在负荷低谷阶段将风电功率输出过剩的部分通过能量转换实施存储，储存的能量待高峰负荷时再进行释放，以提高电力系统风电以及火电、核电等其他电源的利用率，从而达到降低成本提高整个电力系统效益的目的。
2.2.1 以提高出力预测精度应对风电不确定多数风电功率预测研究集中在中、短期预测[4]，主要包括基于数字天气预报（NWP）及基于历史数据2类预测方法。
准确有效的风电功率预测可以提高风电注入功率水平、可为电网的运行调度提供可靠依据，并可有效地降低风力发电的成本，减轻风力发电可能对电网造成的不良影响。
不过，无论采用哪种方法或是技术，由于风电本身所特有的随机以及波动特性，风电功率预测结果仍均存在一定的预测误差，参见图5。
具备有效风电功率预测系统时的风电场实际出力表示为：图5 风电场的日有功出力预测Fig.5 Daily power output prediction in wind farm式中，Pf为风电功率预测结果；ΔP为对应于Pf的预测偏差功率，它是一个随机变化量；。
风电功率预测将风电出力的不确定性转化成为预测误差的不确定性。
可通过提高预测精度以及预测误差的稳定性以达到改善风电的随机性的目的，从而有效应对风电的不确定特性。
虽然可以通过误差修正的措施有效提高风电功率预测的精度[5]，但误差并不会消除，单纯依靠风电功率预测难以从根本上解决风电所具有的随机性。
2.2.2 以储能措施应对风电不确定当并网风电功率超过电网可为其提供的调峰极限，电网将难以平衡风电出力，从而造成频率越限，严重时将导致电网解列[1]。
应考虑采取适当的能量存储手段作为辅助措施，考虑储能平衡后的风电注入功率为：式中，Ps为储能单元的充放电功率（Ps＞0时单元放电；Ps＜0时单元充电）。
合理控制储能单元，即可调节风电注入电网功率Pin，平衡由于风电的随机波动性对于系统调峰等方面的影响。
但是，由于风电功率的反调峰特性也并非一直存在[3]，以储能手段应对风电不确定性时，仍存在如何合理选取储能容量大小的问题。
此外，各类储能系统的响应速度也是影响合适的储能方式选定的因素，此时可参考频域分析的结论考虑采用适合的储能系统。
2.3 风电自身参与调频稳定系统频率当电力系统频率变化时，频率随时间变化的过程主要决定于有功功率缺额的大小与系统中所有转动部分的机械惯性。
常规机组容量被风电机组替代后可能使得电力系统的惯量有所下降，对电网的频率控制产生不利影响[6]。
原因在于作为风力发电主流机型之一的双馈变速风力发电机组，其控制策略使其机械功率与系统的机械功率解耦，失去了对系统频率的快速响应。
可通过对双馈感应风力发电机组上附加控制环节，使风电机组具有一定的惯性，响应系统的频率变化，稳定系统频率。
常规机组的功频静态特性系数K*为：于是，ΔP*=K*Δ f，因此可在双馈机组功率控制环节中附加一个随频率变化的功率参考值，使风电机组模拟常规机组的惯性，通过控制转子动能以实现频率控制[7]，响应系统的频率变化。
控制系统如图6所示。
图6 附加频率控制的双馈风力发电机组功率控制框图Fig.6 Control block diagram with frequency control added to power control in DFIG或者在传统桨距角控制中增加一个随频率变化的桨距角参考值，使得系统频率变化时，通过控制桨叶节距来控制发电机有功，进而参与系统的频率调整，实现频率控制[8]。
控制系统实现如图7所示。
图7 附加频率控制的双馈风力发电机组桨距角控制框图Fig.7 Control block diagram with frequency control added to pitch angle control in DFIG综合应用上述两种措施进行了系统频率变化时的响应特性仿真分析研究，增加频率控制环节前后的系统频率变化特性曲线对比如图8所示。
为了清晰看出风电机组的调频特性，扰动信号取为了阶跃信号。
可见，当系统频率波动时，在双馈风力发电机组的转子控制和桨距角控制环节中附加频率控制环节可有效地提高风电场的频率响应能力，稳定了系统频率。
因此，当并网风电功率超过电网可为其提供的调峰极限，使得电网将难以平衡风电出力而造成频率越限时，除可采用前述储能措施进行平衡之外，通过对风电机组的有效控制，风电场自身直接参与系统调频，也能减少风电不确定性对于系统造成的影响。
图8 增加频率控制环节前后的系统频率特性曲线Fig.8 Curve of system frequency before and after frequency control added3 结语受风能固有随机特性的影响，风电场有功出力的变化波动性大且没有什么确定的变化规律。
大量风电功率注入电力网后，风电出力的波动性、随机性等不确定特性对于电力系统运行、频率稳定及经济调度等方面均有影响。