含大規(guī)模風(fēng)電的電力系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定性分析.pdf

1、風(fēng)電受風(fēng)速特性影響而具有較強(qiáng)的隨機(jī)性和波動(dòng)性，隨著近年來(lái)風(fēng)電接入電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。目前的諸多研究表明，大規(guī)模風(fēng)電的接入會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性產(chǎn)生很大影響。然而，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分析方法只能對(duì)確定的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行相關(guān)分析，無(wú)法應(yīng)對(duì)含有大量隨機(jī)因素的復(fù)雜現(xiàn)代電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定分析。因此本文引入概率分析的思想，提出了TPNT-PEM小干擾概率穩(wěn)定分析方法，在考慮風(fēng)電場(chǎng)間相

2、關(guān)性及風(fēng)電場(chǎng)輸出功率隨機(jī)性變化的場(chǎng)景下，研究含大規(guī)模風(fēng)電的電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定特性。
　　首先，構(gòu)建含大規(guī)模雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的電力系統(tǒng)仿真分析平臺(tái)，提出了適用于小干擾穩(wěn)定分析的雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)模型及風(fēng)電場(chǎng)等值模型。雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的詳細(xì)動(dòng)態(tài)模型主要包括風(fēng)機(jī)機(jī)械系統(tǒng)模型，風(fēng)機(jī)電氣系統(tǒng)模型以及相應(yīng)的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)模型?；诮⒌膯闻_(tái)雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)模型，綜合考慮所適用的系統(tǒng)場(chǎng)景、分析精度和計(jì)算效率，建立了適用于電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分

3、析的風(fēng)電場(chǎng)等值模型。以16機(jī)五區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了含大規(guī)模雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的電力系統(tǒng)仿真算例，為后續(xù)的小干擾穩(wěn)定分析提供了較為準(zhǔn)確、全面和高效的平臺(tái)基礎(chǔ)。
　　其次，采用系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定確定性分析方法，以系統(tǒng)仿真分析平臺(tái)為研究實(shí)例，綜合分析大規(guī)模風(fēng)電接入對(duì)系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性帶來(lái)的影響及其產(chǎn)生機(jī)理。以算例系統(tǒng)為基礎(chǔ)，多方案綜合對(duì)比了風(fēng)電接入位置、風(fēng)電接入容量、系統(tǒng)潮流變化和系統(tǒng)負(fù)荷水平等因素對(duì)含大規(guī)模風(fēng)電電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性影響

4、。針對(duì)算例仿真結(jié)果，結(jié)合實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)，從振蕩機(jī)理層面分析了大規(guī)模風(fēng)電對(duì)系統(tǒng)小于擾穩(wěn)定特性產(chǎn)生影響的原因，并且總結(jié)歸納了部分現(xiàn)象和規(guī)律，為實(shí)際電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了重要參考。
　　然后，考慮風(fēng)電場(chǎng)間相關(guān)性及風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的隨機(jī)性，提出并完善了TPNT-PEM電力系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定性分析方法。基于三階多項(xiàng)式正態(tài)變換(TPNT)處理多風(fēng)電場(chǎng)間的相關(guān)性，利用2m+1點(diǎn)估計(jì)法計(jì)算獲得系統(tǒng)狀態(tài)矩陣特征根的概率分布，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)

5、小干擾穩(wěn)定性的概率化描述。引入對(duì)非正態(tài)分布隨機(jī)變量更為適用的C型Gram-Charlier級(jí)數(shù)展開方法，減小計(jì)算輸出隨機(jī)變量概率密度函數(shù)過(guò)程中的誤差?；赥PNT-PEM方法對(duì)含大規(guī)模風(fēng)電的算例系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，對(duì)比研究了不同風(fēng)電滲透率、不同風(fēng)電場(chǎng)間相關(guān)系數(shù)對(duì)系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定性的影響。
　　最后，引入振蕩失穩(wěn)危險(xiǎn)函數(shù)，提出了小干擾概率穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)I，對(duì)系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定性進(jìn)行量化評(píng)估。通過(guò)算例仿真對(duì)比，研究了不同風(fēng)電滲透率、