基于DDRTS的风电并网电力系统频率稳定仿真

１ 引言
二十 一 世 纪 ，常 规 的能 源 以煤 炭 、石 油 为代 表 ，环 境 问题 以及 能源短 缺 双 重危 机 日益 加 深 ，新 能 源 登上 了历史舞 台。风力发电作为本世纪重要的绿色能源代 表 ，被 越 来越 多 的国家重 视 并利用 … 。
目前 国内外对风 电系统的研究大都集 中在电压 、 电能质量等方面 ，其中包括风电机组和风电场的建模 、 风机的控制策略及并 网运行特性等。而对含风电场 的 电力系统频率稳定性方面作的研究还不够深入 ，虽然 对风机本身的频率响应特性作 了研究，但从频率稳定 的角度 分 析风 电与 电 网之 间 的相 互 影 响研 究 较 少 ，并
（Ｓｕｉｎｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｕｉｎｉｎｇ ６２９０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｗｉｎｄ ｆａｒｍｓ，ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｏｎ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ，Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄ Ｏｉｌ ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｓｉｍｕｌａｔｏｒ（ＤＤＲＴＳ）ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｓｅｔ ｕｐ ｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌ ｏｕｔｐｕｔ ｗｉｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｃａｎ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｆｕｎｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ（ｗａｖｅｆｏｒ ｍ ｐｌａｙｂａｃｋ ｍｏｄｕｌｅ）．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｎ ｔｈｅ ＤＤＲＴＳ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃａｔ— ｕａｌ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｉｎ Ｚｈａｎｇｂｅｉ ｓｅｔ ｕｐ ａ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ１．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｗａｖｅｆｏｒ ｍ ｐｌａｙｂａｃｋ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｅ，ｔｈｅ ｃａｔｕａｌ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄｓ ｉｎ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｐｅｒ ｉｏｄ ｏｆ ｔｉｍｅ ｔｈｅ ｃａｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｏｕｔｐｕｔ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｇｒ ｉｄ ｉｎ．ｗｅ ｃａｎ ｄｒａｗ：Ｉｎ Ｚｈａｎｇｂｅｉ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ，ｗｈｅｎ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｉｎ ａｂｏｕｔ ＩＯＯＭＷ ，ｔｈｅ￣ｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ｏｆ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔ．Ｗ ｈｅｎ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｉｓ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ＩＯＯＭＷ ，￣ｅｑｕｅｎｃｙ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔ．Ｗ ｈｅｎ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １００ＭＷ ，￣ｅｑｕｅｎｃｙ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｎｏｔ ｍｏｒｅ ｌｉｍｉｔ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ；ＤＤＲＴＳ；ｆ ｌｏｗ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
中图分类 号 ：ＴＭ７１
文 献标 识码 ：Ｂ
Ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍ ｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｗ ｉｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ Ｇｒｉｄ Ｂａｓｅｄ ＤＤＲＴＳ ＨＵ Ｋｅ—ｈｕａ，ＳＯＮＧ Ｙｕａｎ－ｚｅ，ＣＵＩ Ｊｉｎｇ—ｓｈｕｎ
０
Hale Waihona Puke Ｏ Ｏ 一 ０ － ０
０
１．７５
３．５Ｏ
５．２５
图 ６ 风 电并 网容量适 中时系统频 率变化曲线
０
１．７５
３．５０
５．２５
图 ７ 风 电并 网容量大 时系统频率变化 曲线
的 有功 出力送 入仿 真 电 网模 型 中．最后 可 以得 出 ：在 张北 电 网中 ，当风 电波动在 １００ＭＷ 左 右 时 ，出现 频 率偏差 极
限 。 当风 电波动 大 于 ＩＯＯＭＷ 时 ，频 率偏 差越 限 。 当风 电波动 小 于 １００ＭＷ 时 ，频 率偏 差 不越 限。
关键 词 ：电力 系统 ；ＤＤＲＴＳ；风 电场 ；频 率稳 定性
２ 基于 ＤＤＲＴＳ的风 电场 的等值模块
随着风电在 电网中的比例逐渐增高 ，确保并 网后 对 电力系 统稳定 性 的影 响成 为风 电研 究 中 重要 课 题 ， 而建立合理、有效的风机模型是其中的重点 。
３２
限 ，如图 ８所示（都是与电网稳定时相对 比）。
图 ５ 张 北 电 网
Ｔｉｍｅ Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ（ＤＤＲＴＳ）软件 ，搭 建 了可 以把 风 电场 的 实际 出力 引进 电 网 的 功 能模 块 （波 形 回放 模 块 ），最 后 在
ＤＤＲＴＳ软件 中根 据 实际的张 北 电网搭 建 了一个仿 真模 型 ，通 过 波 形 回放 编 写 的模 块 ，把 实际 电 网在 某 一 时 间段
３０ 文章编 号 ：１００４—２８９Ｘ（２０１６）０３—００３０—０３
《电
气开
关》Ｉ２０１６ ．
Ｎｏ．３）
基 于 ＤＤＲＴＳ的风 电并 网电力系统频率稳定仿真
胡科华 ，宋沅泽 ，崔景顺 （国网四川省 电力公 司遂 宁供 电公 司，四川 遂 宁 ６２９０００）
摘 要 ：含 风 电场 的 电力 系统 ，由 于风 功 率 波动 较 大 ，对 电 网的频 率 影 响较 大。本 文基 于 Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒｅａｌ—
且很 少把 负荷 频率 特性 对 系统 频率 稳定 性 的影 响考 虑 在 内 。随着 电网接 纳 风 电装 机 比重 的 逐 年 增加 ，风 电 机组 随功 率变 化及 频繁 投停造 成 的功率 波 动必将 给 电 网频 率带 来波 动 Ｊ。
本 文将根 据实 测 风 电 功率 数 据 结 合 实 际 电 网 ，通 过 ＤＤＲＴＳ软件对风电进行建模 ，分析风电功率波动对 电网频率 的影 响 。