含风电场电力系统潮流计算
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基金项目： 教育部科学技术研究重点项目 资助（Ｏ ０９ Ｎ ｅ ） ０９ ３
７ ０
第三届安徽 自然科学学术年会安徽省电机工程学会２０ 年学术年会论文集 ０５
ห้องสมุดไป่ตู้
的迭代次数多， 收敛速度慢。 而本文在已有模型基础上提出了改进模型， 考虑了的原动力与尖速比、 滑差等之间的函数关系， 在牛顿一拉夫逊计算方法中， 通过引入异步风力发电机的滑差修正量 ， 相 应地对雅可比矩阵形成加以修改， 使迭代过程仍保持牛顿一拉夫逊法所具有平方收敛性， Ｘ模 和Ｒ 型相比， 保持计算准确性的同时明显地加快了收敛速度。本文还在改进模型基础上， 结合常规Ｐ Ｑ 模型的特点， 建立简化模型即Ｐ 模型。 Ｚ 在风电场中， 在下风向的风电机组的风速就会低于在上风向机组的风速， 而且机组相距越近影 响越大， 这种现象称为尾流效应［。 ６ 本文在模拟风电场时， １ 考虑了尾流效应对风电场有功功率的影
式中Ｐ 是空气密度（ｇｍ ）Ｖ是风速（ ／）Ａ是风力机的扫掠面积（ ２，， （ ／ ３， ｋ ｍ ｓ， ｍ ）Ｃ 是风力机的风能 利用系数， 表征风力机效率的重要参数， 表明风轮机从风中获得的有用风能的比例， 根据贝茨理论 最大可达１／７ ６２。风能利用系数Ｃ 与尖速比Ｔ Ｒ ｔ ｓｅｄ ｉ 下有关， ｐ Ｓ （ｐ ｅ ｒｔ ） ｉ ｐ ａｏ 两者之间函数关系由试 验得出， 其典型关系曲线如图１ 所示， 还可以根据已 有的 试验数据用插值法［ ［ ８ ］ 来计算风力机的输出 功率系数Ｃ 值。其中尖速比Ｔ Ｒ是叶轮尖的线速与风速的比值， ｐ Ｓ 表达式见公式（） （， ２
ＶＶ （了 ｃＤ２） （ Ｚ１ 卜 卜＇＋又） ０ 一〔 卜 ） ｚ １ （ ｋ Ｄ ）
式中Ｖ 和Ｖ 分别是前排风机和后排风机的风速， ： ： Ｄ是风轮机叶片直径， Ｘ是前排和后排风机 的间距， 是风力机推力系数， 是尾流衰减系数， ｃ ， ｋ 计算公式为：＝Ａ ｌｈｚ 其中Ａ Ｏ５ｈ ｋ ／ｎ／ ） ｏ － ． 是轮 ， 毅处的高度， 是粗糙长度。 ： 。 （） ２风电机组位于复杂地形
ＴＳ ＝ｗ Ｖ Ｐ Ｒ／ （） ２
式中 Ｔ Ｒ是尖速比， Ｓ Ｒ是叶片半径（ ， 是风轮在风速Ｖ时的旋转角速度（ ｄｓ， ｍ）。 ｒ ／） ａ ２２ 风力发电机模型 ． 大型风电场中多采用为异步风力发电机， 异步发电机在超同步速运行情况下以发电方式运行， 此时吸收风力机提供的机械能， 发出有功功率， 同时从电网或电容器吸收无功功率［提供其建立磁 ｓ ７
ｎ 一ｎｋ ． ，
滑 都 到 时 修 因 该 法 保留 顿 拉 逊 的 敛 ［Ｃａ 差“ 得 及 的 正， 此 方 仍 牛 一 夫 法 收 性ｕｌ Ｃｚ ］］ ％ －ａＵ 协 ｅ １ 双 随 Ｕ －刃 卜 （） ４
塑 、 卫 、 瞥
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响。
２ 风电机组的稳态数学模型
风电机组主要由风力机和异步风力发电机等主要元件组成， 各部分的模型如下。 ２１ 风力机模型 ． 风能的功率与风速的三次方成正比， 但只有部分风能被风力机利用， 将其转化为机械功率ｖ， ７
该功率的表达式如公式（） （， １
Ｐ ＝０５Ａ ＇ｐ ｍ ． Ｖ Ｃ Ｐ （） １
就迫切需要研究大型风电场并网后对电力系统的影响。含风电机组的潮流计算常用于评估风电机 组并网后对电网稳态运行的影响， 同时也是分析风电对电网稳定性影响等其他理论研究工作的基
础。
含风电场的电力系统潮流计算［的关键是如何正确处理异步风力发电机组．文献［ ３ ［ １ １ ２１ ］ 研究风 ［ 电机组稳态间题时把它视为Ｐ Ｑ节点， 即根据给定风速和功率因素， 算出风电机组的有功功率和无 功功率； ４ Ｐ 文献［ ３ 建立 Ｑ模型时考虑了风电 场无功功率受到节点电 压等影响， 使其模型得以改善。 文 献［提出风电场采用Ｒ １ ５ １ Ｘ模型， 认为此模型充分考虑风力发电机的输出功率特性， 比其他模型完 善， 但在模型中将迭代过程分为两步： 常规潮流迭代计算和异步风力发电机的滑差迭代计算， 其总
Ａ 是滑差修正量， ｓ 用于计算下一轮迭代的滑差值， 计算公式见公式（） ６０ 根据公式（） ３及风力发电机组等值电路不难推导出公式（） ＜ （ 中雅可比矩阵中偏导数的表达式 ４ 如公式（一９， ７ ）
气 ７ ＝ － － 忿Ｔ ７甲 气 ９ 尸 －ｕ 长 ｒ － － 二ｒ ｝ －－ 爪
ｓ ｉ ｔ Ｓ ； ＝ｓ ＋ ＋Ｏ （） ６
１ 引言
风电是具有可再生性的绿色能源， 近些年随着我国能源结构的调整， 风电日益得到重视， 并制 订了有关政策支持风电的快速发展， 其发电成本已得到大幅下降， 风电已成为可再生能源中发展最 快的、 最具有发展前景的一种发电方式．
风能具有随机性、 间歇性和不可调度性的 缺点， 随着风电 机组单机容量和风电场规模的增大，
式见公式（） （ ， ３
第三届安徽 自然科学学术年会安徽省电机工程学会２０ 年学术年会论文集 ０５
ＰＩ 宁 。ｒ 一Ｒ ［
＿ ＿＿ ．＿ ＿ 、二 ＿二＿ ＿ ＿ ＿ ． ． ＿ ＿ ． ＿． ￣、 ， 、 ＿ 。 卜 ＿、 ＿ ． ，
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式 ：是 力 步 电 的 子 阻“ “ 差 计 公 ： ＇ 二 ０ ，中［ ［风 异 发 机 转 电 ‘ ， 滑 ， 算 式ｓ二 尹ｒ１１式 ｎ 中Ｒ ，是 ＝ ｎ Ｘ０ ０
场所需的励磁电流。 其等值电 Ｄ 如图２ 路［ Ｏ 〕 示。
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、。 、 丰育
魏 ｌｗ 难ｔ Ｔ
图１ 风力机典型Ｃ 特性曲线 ，
氏Ｉ ） （ｓ Ｓ －／
图２ 风力发电机组的等值电路图
由异步发电机原理知道， 风力异步发电机发出的有功功率Ｐ 与转子电 ， 。 流ｈ 滑差ｓ 等有关， 表达
Ａ ｓ ａｔ ｈｓ ｅ ｉ ｏｕｅ ｔｅ ｄ 一ｓａ ｏｅ ｏ ｉ ａ Ｔ ｉ ｐｐｒ ｒｄ ｃｓ ｓ ａｙ ｔｔ ｍ ｄｌ ｗｎ ｆ ｍ， ｈ ｈ ｎｉ ｒ ｂｔ ｃ ｒ ａ ｎ ｔ ｈ ｔ ｅ ｅ ｆ ｄ ｒ ｗ ｉ ｃ ｓ ｅｓ ｃ ｏ ｄ ｗ ａ ｅ ｅｔ ｗｎ ｆ ｍ ｄ ｆｎｔ ｎ ｏｇ ｔｕ ｐｗ ｒ ｗｎ ｔｒｉ ｇｎｒｔｒ ｔ ｅｋ ｃ ｏ ｉｄ ａ ｔｅ ｃ ｏ ａ ｎ ｏ ｐ ｔ ｅ ｏ ｉ ｕｂ ｅ ｅａｏ ， ｆ ｆ ｆ ａ ｎ ｈ ｕ ｉ ｍ ｒ ｕ ｏ ｆ ｄ ｎ ｅ ｉ ｐ ｓｅｄ ｉ ａｄ ｐ ． ｃ ｓｐ ｒ ｔ ｎ ａｙｃｒｎｕ ｗｎ ｇｎｒｔｒ ｉｐｒ ｄ ｏ ｐｅ ｒｔ ｎ ｓ ｅ Ｓ ｅ ｃｒ ｃｏ ｏ ｓｎｈｏｏｓ ｄ ｅ ｏ ｉ ｍ ｏｔ ｉ ａ ｏ ｌ ｔ ｉ ｌ ｏ ｅ ｉ ｆ ｉ ｃ ｎ ｉ ｉ ｅ ａ ｓ ｅ ｎ ｔ Ｊｃｂ ｍ ｔｘ ｖ ｔｅ ｏｅａ ｏａ ｐｉ ｉｌ ｏ ａｙ ｃｒｎｕ ｗｎ ｇｎｒｔｒ ｈｓ ｔｏ ａｏ ｉ ｒ ｂ ｉｕ ｏ ｐｒｔ ｎｌ ｎ ｐｅ ｓｎｈｏｏｓ ｄ ｅａ ，ｔｉ ｍ ｈｄ ａ ｉ ｙ ｒ ｆ ｉ ｒｃ ｆ ｉ ｅ ｏ ｅ ｒｔ ｎ Ｎ ｗ ｏ ＇ ｑａｒｔ ｃｎｅｇｎｅ ｒ ｇ ｒｔ ｅ ｌｔ ｎ ｌ ｄ ｗ Ｉ ａｄ ｉ ， ｅａ ｓ ｔｎｓ ｄａｉ ｏｖｒｅｃ ｄ ｉ ｉ ａｉ ｓ ｕｉ ｏ ｏ ｆ ． ｄ ｉｏ ｉ ｅ ｕ ｃ ｕ ｎ ｔ ｖ ｏ ｏ ｆ ｅ ａ ｌ ｏ ｎ ｔ ｎ ｐｅｉ ｓ ｏ ｍ ｄｌ ｉ ｒｄ ｃｄ ｓｄ ｔｉ ｍ ｄｌ ｃｎｅｔ ｎｌ ｂ ｓ ｄｌ Ｔ ｅｅ ｒｄ ｅｔ ｎ ｅ ｉ ｎ ｏｕｅ ｂ ｅ ｏ ｈ ｏｅ ａｄ ｖｎｉ ａ Ｐ ｕ ｍ ｅ ｈｓ ｇ ｉ ｏ ｓ ｔ ａ ｎ ｓ ｎ ｏ ｏ Ｑ ｏ ． ｍ ｄｌ ａｅ ｐｉ ｔ ｃｌ ｌ ｅ ｄ ｗ ＩＥ １ 一ｂｓ ｔ ｔ ｉｃ ｄ ｇ ｎ ｐｗ ｒ ｏｅ ｒ ａ ｌｄ ａ ｕ ｔ ｌ ｆ ｏ Ｅ Ｅ ｓ ｐ ｅ ｏ ｃ ａ ｏ ｌ ｆ ａ ｏ ４ ｕ ｔ ｓｓ ｍ ｌ ｉ ｗ ｄ ｅ ｅ ｙｅ ｎｕ ｎ ｉ ｏ ｓ ｇｎ ｒｔ ｎ ｄ ｒｓｌ ａｅ ｌｚｄ ｎｒｓｉ ｌ． ｅｅａｉ ａ ｔｅ ｕｔ ｒ ａａｙｅ ｃ ｔ ｔ ｅ ｏ ｎ ｈ ｅ ｓ ｎ ｏ ａ ｖｙ Ｋ ｙ ｏｄ ｎ ａｍ； ｎｈｏｏ ｓ ｄ ｅａ ； ｌ ｃｒ ｔ ｎ Ｊｃｂ ｍ ｒ ｉ ｆｒ ａｙｃｒｎｕ ｗｎ ｇｎｒｔｒ ｓｐ ｒｃｏ ； ｏ ｉ ｔｘ ｅｗ ｒ ｗ ｄ ｓ ｉ ｅ ｏ ｉ ｏｅｉ ａ ａｉ
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匕 Ｓ
ａ． ｐ．
ａ Ｕ
式中｛ ｝ ． Ｐ Ａ 是代表列向量， 表示风电场风力机的机械功率和电磁功率的差值， 其维数表示网 络中所含风电机组的个数。同时还应指出， 在同一风电场中， 可以把多台型号和风况相同的风电机
组合并成一台等值机。引入△Ｐ 后， ． 其迭代过程中收敛判据为公式（） （ ， ５ Ｉ ／ ． Ｐ Ａ Ｉ （。 （） ５ 式中 。 是一预先给定的小正数。
第三届安徽 自然科学学术年会安徽省电机工程学会２０ 年学米年会论文集 ０５
含风电场电力系统潮流计算
吴义纯１ 丁 ． ２ 明‘ 张立军‘
２０２ ） ３０２
＜． １合肥工业大学电气与 自动化工程学院， 合肥 ２００ ；． ３０９２安徽电力培训中心， 合肥
摘 要 本文建立了风电 场的稳态分析模型， 该棋型考虑了风电场的尾流效应、 风电机组输出功率与尖速比 和滑差等之间的函数关系， 结合异步风力发电 机工作原理， 将异步风力发电机的滑差修正量引入到雅可比矩阵中， 使潮流计算迭代过程仍保持牛顿一拉夫逊法所具有的平方收敛速度； 还在该模型和常规Ｐ Ｑ棋型基础上提出了简 化模型。文中将所提出模型用于接有风电场的ＩＥ １ 节点测试系统的潮流计算， Ｅ Ｅ４ 并对结果加以对比分析。 关镇词 风电场， 异步风力发电机， 滑差修正量， 雅可比矩阵
（） ９
２３ 尾流效应的影响 ．
风电 场的尾流效应损失与地形地貌、 机组间的距离［ 和风的湍流强度等有关， ［ １ ３ 〕 根据风电场地 形情况， 尾流损失模型［ 分别如下。 １ ４ 〕 （） １风电机组位于较为平坦地形因尾流效应引起前排风机对后排风机风速的影响， 其计算表达
式见公式（０ 。 １）
ａ． （一３＋ｓ） ＇ ｓ ．， ｐ １ ｓ ｚＲ 一ｓ ｒ＊ ２２ － Ｘ
ｏ ｃ Ｌ 十 ｓ 入ｆ 长二 ＂ 厂
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云 二＝ ０
是叶片的旋转速度， 是齿轮比， 是同步转速， ＝ ／“是电网频率， 是异步电机极对数） ｋ ｒ ｎ ． ｎ ６ｆ ， ０ｐ Ｐ 。 由 滑差 ｓ 此可见， 变化， 异步发电机发出的有功功率 Ｐ 随之变化， 。 同时风轮机转速、 尖速比 Ｔ Ｒ 风能利用系数Ｃ 与风力机机械功率也随之变化。 Ｓ、 ， 根据功率守恒原理， 这两个功率应相等。 迭 代过程中当这两个功率不等时， 滑差ｓ 需要修正， 最终使风力机机械功率与发电机电磁功率相平 衡。为此本文在采用牛顿一拉夫逊法计算潮流时， 引入了风电机组发电功率与机械功率差ＡＰ 和 。 滑差修正量Ｌｓ修正方程式见公式（） ， ４。通过对雅可比矩阵的形成加以修改， 使在每次迭代过程中
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第三届安徽 自然科学学术年会安徽省电机工程学会２０ 年学术年会论文集 ０５
ห้องสมุดไป่ตู้
的迭代次数多， 收敛速度慢。 而本文在已有模型基础上提出了改进模型， 考虑了的原动力与尖速比、 滑差等之间的函数关系， 在牛顿一拉夫逊计算方法中， 通过引入异步风力发电机的滑差修正量 ， 相 应地对雅可比矩阵形成加以修改， 使迭代过程仍保持牛顿一拉夫逊法所具有平方收敛性， Ｘ模 和Ｒ 型相比， 保持计算准确性的同时明显地加快了收敛速度。本文还在改进模型基础上， 结合常规Ｐ Ｑ 模型的特点， 建立简化模型即Ｐ 模型。 Ｚ 在风电场中， 在下风向的风电机组的风速就会低于在上风向机组的风速， 而且机组相距越近影 响越大， 这种现象称为尾流效应［。 ６ 本文在模拟风电场时， １ 考虑了尾流效应对风电场有功功率的影
式中Ｐ 是空气密度（ｇｍ ）Ｖ是风速（ ／）Ａ是风力机的扫掠面积（ ２，， （ ／ ３， ｋ ｍ ｓ， ｍ ）Ｃ 是风力机的风能 利用系数， 表征风力机效率的重要参数， 表明风轮机从风中获得的有用风能的比例， 根据贝茨理论 最大可达１／７ ６２。风能利用系数Ｃ 与尖速比Ｔ Ｒ ｔ ｓｅｄ ｉ 下有关， ｐ Ｓ （ｐ ｅ ｒｔ ） ｉ ｐ ａｏ 两者之间函数关系由试 验得出， 其典型关系曲线如图１ 所示， 还可以根据已 有的 试验数据用插值法［ ［ ８ ］ 来计算风力机的输出 功率系数Ｃ 值。其中尖速比Ｔ Ｒ是叶轮尖的线速与风速的比值， ｐ Ｓ 表达式见公式（） （， ２
ＶＶ （了 ｃＤ２） （ Ｚ１ 卜 卜＇＋又） ０ 一〔 卜 ） ｚ １ （ ｋ Ｄ ）
式中Ｖ 和Ｖ 分别是前排风机和后排风机的风速， ： ： Ｄ是风轮机叶片直径， Ｘ是前排和后排风机 的间距， 是风力机推力系数， 是尾流衰减系数， ｃ ， ｋ 计算公式为：＝Ａ ｌｈｚ 其中Ａ Ｏ５ｈ ｋ ／ｎ／ ） ｏ － ． 是轮 ， 毅处的高度， 是粗糙长度。 ： 。 （） ２风电机组位于复杂地形
ＴＳ ＝ｗ Ｖ Ｐ Ｒ／ （） ２
式中 Ｔ Ｒ是尖速比， Ｓ Ｒ是叶片半径（ ， 是风轮在风速Ｖ时的旋转角速度（ ｄｓ， ｍ）。 ｒ ／） ａ ２２ 风力发电机模型 ． 大型风电场中多采用为异步风力发电机， 异步发电机在超同步速运行情况下以发电方式运行， 此时吸收风力机提供的机械能， 发出有功功率， 同时从电网或电容器吸收无功功率［提供其建立磁 ｓ ７
ｎ 一ｎｋ ． ，
滑 都 到 时 修 因 该 法 保留 顿 拉 逊 的 敛 ［Ｃａ 差“ 得 及 的 正， 此 方 仍 牛 一 夫 法 收 性ｕｌ Ｃｚ ］］ ％ －ａＵ 协 ｅ １ 双 随 Ｕ －刃 卜 （） ４
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响。
２ 风电机组的稳态数学模型
风电机组主要由风力机和异步风力发电机等主要元件组成， 各部分的模型如下。 ２１ 风力机模型 ． 风能的功率与风速的三次方成正比， 但只有部分风能被风力机利用， 将其转化为机械功率ｖ， ７
该功率的表达式如公式（） （， １
Ｐ ＝０５Ａ ＇ｐ ｍ ． Ｖ Ｃ Ｐ （） １
就迫切需要研究大型风电场并网后对电力系统的影响。含风电机组的潮流计算常用于评估风电机 组并网后对电网稳态运行的影响， 同时也是分析风电对电网稳定性影响等其他理论研究工作的基
础。
含风电场的电力系统潮流计算［的关键是如何正确处理异步风力发电机组．文献［ ３ ［ １ １ ２１ ］ 研究风 ［ 电机组稳态间题时把它视为Ｐ Ｑ节点， 即根据给定风速和功率因素， 算出风电机组的有功功率和无 功功率； ４ Ｐ 文献［ ３ 建立 Ｑ模型时考虑了风电 场无功功率受到节点电 压等影响， 使其模型得以改善。 文 献［提出风电场采用Ｒ １ ５ １ Ｘ模型， 认为此模型充分考虑风力发电机的输出功率特性， 比其他模型完 善， 但在模型中将迭代过程分为两步： 常规潮流迭代计算和异步风力发电机的滑差迭代计算， 其总
Ａ 是滑差修正量， ｓ 用于计算下一轮迭代的滑差值， 计算公式见公式（） ６０ 根据公式（） ３及风力发电机组等值电路不难推导出公式（） ＜ （ 中雅可比矩阵中偏导数的表达式 ４ 如公式（一９， ７ ）
气 ７ ＝ － － 忿Ｔ ７甲 气 ９ 尸 －ｕ 长 ｒ － － 二ｒ ｝ －－ 爪
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１ 引言
风电是具有可再生性的绿色能源， 近些年随着我国能源结构的调整， 风电日益得到重视， 并制 订了有关政策支持风电的快速发展， 其发电成本已得到大幅下降， 风电已成为可再生能源中发展最 快的、 最具有发展前景的一种发电方式．
风能具有随机性、 间歇性和不可调度性的 缺点， 随着风电 机组单机容量和风电场规模的增大，
式见公式（） （ ， ３
第三届安徽 自然科学学术年会安徽省电机工程学会２０ 年学术年会论文集 ０５
ＰＩ 宁 。ｒ 一Ｒ ［
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式 ：是 力 步 电 的 子 阻“ “ 差 计 公 ： ＇ 二 ０ ，中［ ［风 异 发 机 转 电 ‘ ， 滑 ， 算 式ｓ二 尹ｒ１１式 ｎ 中Ｒ ，是 ＝ ｎ Ｘ０ ０
场所需的励磁电流。 其等值电 Ｄ 如图２ 路［ Ｏ 〕 示。
寸 撰 拼 ． 份 哥 ．
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图１ 风力机典型Ｃ 特性曲线 ，
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图２ 风力发电机组的等值电路图
由异步发电机原理知道， 风力异步发电机发出的有功功率Ｐ 与转子电 ， 。 流ｈ 滑差ｓ 等有关， 表达
Ａ ｓ ａｔ ｈｓ ｅ ｉ ｏｕｅ ｔｅ ｄ 一ｓａ ｏｅ ｏ ｉ ａ Ｔ ｉ ｐｐｒ ｒｄ ｃｓ ｓ ａｙ ｔｔ ｍ ｄｌ ｗｎ ｆ ｍ， ｈ ｈ ｎｉ ｒ ｂｔ ｃ ｒ ａ ｎ ｔ ｈ ｔ ｅ ｅ ｆ ｄ ｒ ｗ ｉ ｃ ｓ ｅｓ ｃ ｏ ｄ ｗ ａ ｅ ｅｔ ｗｎ ｆ ｍ ｄ ｆｎｔ ｎ ｏｇ ｔｕ ｐｗ ｒ ｗｎ ｔｒｉ ｇｎｒｔｒ ｔ ｅｋ ｃ ｏ ｉｄ ａ ｔｅ ｃ ｏ ａ ｎ ｏ ｐ ｔ ｅ ｏ ｉ ｕｂ ｅ ｅａｏ ， ｆ ｆ ｆ ａ ｎ ｈ ｕ ｉ ｍ ｒ ｕ ｏ ｆ ｄ ｎ ｅ ｉ ｐ ｓｅｄ ｉ ａｄ ｐ ． ｃ ｓｐ ｒ ｔ ｎ ａｙｃｒｎｕ ｗｎ ｇｎｒｔｒ ｉｐｒ ｄ ｏ ｐｅ ｒｔ ｎ ｓ ｅ Ｓ ｅ ｃｒ ｃｏ ｏ ｓｎｈｏｏｓ ｄ ｅ ｏ ｉ ｍ ｏｔ ｉ ａ ｏ ｌ ｔ ｉ ｌ ｏ ｅ ｉ ｆ ｉ ｃ ｎ ｉ ｉ ｅ ａ ｓ ｅ ｎ ｔ Ｊｃｂ ｍ ｔｘ ｖ ｔｅ ｏｅａ ｏａ ｐｉ ｉｌ ｏ ａｙ ｃｒｎｕ ｗｎ ｇｎｒｔｒ ｈｓ ｔｏ ａｏ ｉ ｒ ｂ ｉｕ ｏ ｐｒｔ ｎｌ ｎ ｐｅ ｓｎｈｏｏｓ ｄ ｅａ ，ｔｉ ｍ ｈｄ ａ ｉ ｙ ｒ ｆ ｉ ｒｃ ｆ ｉ ｅ ｏ ｅ ｒｔ ｎ Ｎ ｗ ｏ ＇ ｑａｒｔ ｃｎｅｇｎｅ ｒ ｇ ｒｔ ｅ ｌｔ ｎ ｌ ｄ ｗ Ｉ ａｄ ｉ ， ｅａ ｓ ｔｎｓ ｄａｉ ｏｖｒｅｃ ｄ ｉ ｉ ａｉ ｓ ｕｉ ｏ ｏ ｆ ． ｄ ｉｏ ｉ ｅ ｕ ｃ ｕ ｎ ｔ ｖ ｏ ｏ ｆ ｅ ａ ｌ ｏ ｎ ｔ ｎ ｐｅｉ ｓ ｏ ｍ ｄｌ ｉ ｒｄ ｃｄ ｓｄ ｔｉ ｍ ｄｌ ｃｎｅｔ ｎｌ ｂ ｓ ｄｌ Ｔ ｅｅ ｒｄ ｅｔ ｎ ｅ ｉ ｎ ｏｕｅ ｂ ｅ ｏ ｈ ｏｅ ａｄ ｖｎｉ ａ Ｐ ｕ ｍ ｅ ｈｓ ｇ ｉ ｏ ｓ ｔ ａ ｎ ｓ ｎ ｏ ｏ Ｑ ｏ ． ｍ ｄｌ ａｅ ｐｉ ｔ ｃｌ ｌ ｅ ｄ ｗ ＩＥ １ 一ｂｓ ｔ ｔ ｉｃ ｄ ｇ ｎ ｐｗ ｒ ｏｅ ｒ ａ ｌｄ ａ ｕ ｔ ｌ ｆ ｏ Ｅ Ｅ ｓ ｐ ｅ ｏ ｃ ａ ｏ ｌ ｆ ａ ｏ ４ ｕ ｔ ｓｓ ｍ ｌ ｉ ｗ ｄ ｅ ｅ ｙｅ ｎｕ ｎ ｉ ｏ ｓ ｇｎ ｒｔ ｎ ｄ ｒｓｌ ａｅ ｌｚｄ ｎｒｓｉ ｌ． ｅｅａｉ ａ ｔｅ ｕｔ ｒ ａａｙｅ ｃ ｔ ｔ ｅ ｏ ｎ ｈ ｅ ｓ ｎ ｏ ａ ｖｙ Ｋ ｙ ｏｄ ｎ ａｍ； ｎｈｏｏ ｓ ｄ ｅａ ； ｌ ｃｒ ｔ ｎ Ｊｃｂ ｍ ｒ ｉ ｆｒ ａｙｃｒｎｕ ｗｎ ｇｎｒｔｒ ｓｐ ｒｃｏ ； ｏ ｉ ｔｘ ｅｗ ｒ ｗ ｄ ｓ ｉ ｅ ｏ ｉ ｏｅｉ ａ ａｉ
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组合并成一台等值机。引入△Ｐ 后， ． 其迭代过程中收敛判据为公式（） （ ， ５ Ｉ ／ ． Ｐ Ａ Ｉ （。 （） ５ 式中 。 是一预先给定的小正数。
第三届安徽 自然科学学术年会安徽省电机工程学会２０ 年学米年会论文集 ０５
含风电场电力系统潮流计算
吴义纯１ 丁 ． ２ 明‘ 张立军‘
２０２ ） ３０２
＜． １合肥工业大学电气与 自动化工程学院， 合肥 ２００ ；． ３０９２安徽电力培训中心， 合肥
摘 要 本文建立了风电 场的稳态分析模型， 该棋型考虑了风电场的尾流效应、 风电机组输出功率与尖速比 和滑差等之间的函数关系， 结合异步风力发电 机工作原理， 将异步风力发电机的滑差修正量引入到雅可比矩阵中， 使潮流计算迭代过程仍保持牛顿一拉夫逊法所具有的平方收敛速度； 还在该模型和常规Ｐ Ｑ棋型基础上提出了简 化模型。文中将所提出模型用于接有风电场的ＩＥ １ 节点测试系统的潮流计算， Ｅ Ｅ４ 并对结果加以对比分析。 关镇词 风电场， 异步风力发电机， 滑差修正量， 雅可比矩阵
（） ９
２３ 尾流效应的影响 ．
风电 场的尾流效应损失与地形地貌、 机组间的距离［ 和风的湍流强度等有关， ［ １ ３ 〕 根据风电场地 形情况， 尾流损失模型［ 分别如下。 １ ４ 〕 （） １风电机组位于较为平坦地形因尾流效应引起前排风机对后排风机风速的影响， 其计算表达
式见公式（０ 。 １）
ａ． （一３＋ｓ） ＇ ｓ ．， ｐ １ ｓ ｚＲ 一ｓ ｒ＊ ２２ － Ｘ
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