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1 对频率的影响
电力系统的稳定性反映受扰系统抵御系统崩溃的能力,电力系统的充裕性反映系统满足用户对功率和电量需求的能力。其风险分析与控制涉及不确定性、分岔及混沌理论,大规模风电的入网大大增加了不确定因素的影响。在一次调频的时间尺度上,不同地区风电机组功率波动的相关性较小,而风电场的集聚效应也在一定程度上降低了风电总功率的波动。矢量控制方案使VSWT的转速与电网频率解耦,不利其参与一次调频。
2 对电压的影响
风电功率的波动性会导致电压波动和闪变。其中风速、湍流强度、塔影效应、并网连接点短路比和出线的R/X都会影响电压闪变值。闪变值离散化计算方法在低频段误差较小,适用于风电引起的电压波动(通常频率范围为1~2Hz)。风机频繁脱网的原因包括电网电压稳定性差及双馈异步风力发电机(doublyfed inductiongenerator,DFIG)上网环节对无功的需求。反过来,大规模风机并网运行增加了地区电网中感应电机,又使故障后电压失稳更容易发生。安装动态无功补偿设备,DFIG采用恒电压或超前功率因数控制,可减少电压引起的连锁脱网事故。风机速度增量和桨距角的控制及无功补偿可降低电压失稳风险。
3 对暂态稳定性的影响
恒速异步风力发电机(fixspeed inductiongenerator,FSIG)本身没有同步稳定性问题。用FSIG(或DFIG)代替同步发电机时,随着风机类型、穿透功率、故障地点和故障切除时间等因素的变化,电力系统的暂态稳定性既可能提高,也可能降低。渗透率大、接入电压等级高时,DFIG对暂态稳定性的影响增加,其变频器控制可提高功角稳定性。此外,不对称故障下以及动态负荷运行模式下的风电接入暂态稳定分析也需要引起足够重视。
4 对动态特性的影响
风电不确定性对系统动态的影响与风机类型有关。风速不确定性引起DFIG低频振荡的本质是Hopf分岔,并通过特征值灵敏度分析确定关键参数的分岔值。
5 对充裕性的影响
含风电的系统充裕性需考虑其容量因子的可信度、风电机组可用性和输电阻塞等多种因素。可以通过分析风电功率在时间上的周期性(年/季/月)和空间上的相关性来评估系统中长期发电充裕性,优化风电场选址。对风电不确定性的短期影响的研究较少。
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