基于连续体建模的风电场接入电网后频率动态的时空分布特性研究
新能源电力系统频率时空分布特性分析
新能源电力系统频率时空分布特性分析
马宁嘉;谢小荣;孙谊媊;王衡;秦晓辉
【期刊名称】《高电压技术》
【年(卷),期】2024(50)1
【摘要】随着新能源和电力电子装备在电力系统中的占比快速提升,系统的频率动态特性发生重大变化。
为了研究新能源机组并网对新型电力系统频率时空分布特性的影响:首先,建立了新能源电力系统的频率动态响应解析模型,并分析了频率时空分布特性的影响因素及新能源并网对该特性的影响机理;其次,讨论了研究频率时空分布特性的必要性及描述该特性的量化指标;最后,基于仿真结果分析了不同电网形态下的频率时空分布特性,并总结了新能源机组并网对该特性的影响规律。
【总页数】8页(P406-413)
【作者】马宁嘉;谢小荣;孙谊媊;王衡;秦晓辉
【作者单位】电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室(清华大学电机系);国网新疆电力有限公司;中国电力科学研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】F42
【相关文献】
1.电力系统强迫振荡的频率时空变化特性研究与扰动源定位
2.分布式电力系统动态模型及频率调节特性研究
3.电力系统频率特性的实用分析法——WPJ-1微机频率
记录装置在电力调度现场的应用4.新能源电力系统分布式模型预测负荷频率控制5.新能源自同步电压源接入电力系统频率特性分析
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风电接入电力系统对电网频率动态特性的影响
述方法 。文献 【 ４ ］ ［ ５ ］ ［ ６ ］ 只谈 及 了风 电场并 网对 电压的影响 、风 功率 预测及无功补偿 ，未提及
对频率 的影响 。文献 ［ ７ ］ 从不 同类 型的风 电机 （ Ｃ ｓ ｗｔ ），双 馈 变速 风 力发 电机 （ Ｄ Ｆ Ｉ Ｇ）， 荷特 性的不确定 ，大型 互联电力系统 的频率动 组接入系统 的角度揭 示 了风 电接入与 系统频率 直驱 同步风力 发电机。这些模型在 当今 也被广 态过程呈现 明显 的时空分布特征 。提 出了一种 的 响 应 特 性 ，但 没有 考 虑 风 电机 组 的 并 网 容 量 泛 使 用 ，这 里 主 要 介 绍 本 文 仿 真 所 用 到 的 前 两
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和考虑 不同并网容量 ）的风 电系统频率响应过 程进 行仿真分析 。
的风速模型是 网侧发 生扰 动情况下的恒速风力 模型 以及研究机侧扰动 的复合风速模型 ，如 图
节 点标 准 测 试 系 统 ，分 别 对 电 网侧 发 生 扰 动 与 风 电场 侧 发 生 扰 动 情 况 下 （ 接 入 不 同类 型 风 机
１ ． １风速数 学模 型
在Ｐ Ｓ Ａ Ｔ中的风速模型有韦伯 分布模型 、 墨 西 哥 草 帽 风 模 型 以及 由恒 定 风 速 ， 陡 风 ， 阵 风 和 狂 风 组 成 的复 合 风 速 模 型 。 本 文 仿 真 所 用
电力电子 ● Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ
风 电接入 电力系统对 电网频 率动 态特性 的影响
大区域电网动态频率空间分布特性分析
是系统有 功功率供需平衡和系统正常运行 的标 志。当发电机组跳闸或大容量负荷投切 造成功率 不平衡 时， 频率发生变化继而发 生频 率动态过程 。鉴于频率动态过程研究 的重要性 ， 本文对某 大区域互 联电 网 频率 的动 态过程进行了仿真 ， 主要 从不 同电压等级 的频率动态 过程 差异 ， 同一功率脱落 事件在不 同位置 观测 的频率动态过程 ， 相 同功率脱落 、 不同脱落方式在 同一点观测三个方 面对其频 率动态空 间分 布特性 做了仿真研究 ， 为低 频减 载装置的正确整定 和配 置提 供依 据。 关 键 词 ：电力系统 ； 功率缺额 ； 频率动 态过程 ； 空 间分 布特性
应 时空 分布 特征 量化 的描 述方 法 。
对电力系统频率动态过程的研究主要采用频域分析和仿真的方法 。频域分析法 只适用于分析频率 过程的初始状态和稳态 ， 难以对中间的过程进行分析。时域仿真法主要用于分析频率动态过程 ， 能计及 系统元件之间非线性的影 响， 并给出动态过程相应的时域解 ， 但它的准确性不可避免地受模型和参数准 确性的影响。由于电网的量测系统能够提供系统的真实轨迹 ， 因此 ， 可以根据量测数据修正仿真模型和 参数 ， 使仿真轨迹能真实再现量测轨迹 ， 使仿真系统能更准确的反映系统行为 。 电力系统仿真已成为电力系统规划 、 设计和研究等各个方面不可或缺的工具 ， 其准确度越来越受到 重视 。本文主要利用参数调整后的仿真系统研究某大区域 电网不 同区域 、 不 同电压等级 的频率动态过 程的差异 。首先研究不同电压等级的频率动态过程差异 ； 其次研究 同一功率脱落事件 ， 在不同位置观测 的频率动态过程 ； 最后研究相 同功率脱落 ， 不同脱落方式在同一点观测 的结果。从这三个方面进行仿真 分 析 的结 果 可 以为低 频减 载 的整定 和 配置 提供 依据 。
风电功率波动的时空分布特性
为分析实际风电场群功率波动的情况，本文采
用东北某省级电网内 GW 风电场群实测输出功率 数据。该风电场群含 8 个并网风电场，总装机容量 770 MW，总分布区域近 3 万 km2；实测数据时间段 为 2008-01-01 至 2008-12-31，数据采样率为 1 点/6 s。
2 风电功率波动时间特性分析
0.6 单个风电场
0.4 风电场群
0.2
风电功率/pu
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.0
0
5
10 15 20 25
t/h
图 1 单机、单场、场群输出功率对比
Fig. 1 Output power comparison of single unit,
single farm and farms
112
崔杨等：风电功率波动的时空分布特性
ABSTRACT: The fluctuation of wind power is the basic reason to influence secure and stable operation of power grids connected with wind power generation systems. Due to the absence of measured data, it is difficult to evaluate the influencing extent by quantized wind power fluctuation. However, the quantized evaluation of the fluctuation of wind power is the basis to ensure the secure and steady operation of power grids connected with wind power generation systems especially under the condition that the huge wind farms with capacity in the range from 1GW to 20GW, which are being constructed in China, overlay wide regions and there are much types and numbers of wind power generators. According to measured data of wind power generated by provincial wind farm group located in Northeast China, which possesses the capacity of gigawatt level, the distribution characteristics of wind power fluctuation in different temporal and spatial scales are quantitatively analyzed. Analysis results show that the spatiotemporal distribution of wind power fluctuation possesses a certain trend pattern, and with the enlargement of agglomeration scale of wind farm group, the fluctuation of wind power will be mitigated.
风电接入电力系统对电网频率动态特性的影响
风电接入电力系统对电网频率动态特性的影响摘要：频率是衡量电能质量的重要指标之一。
其较小的波动就可能会降低用电设备的效率而且使其工作异常，当其波动较大时，将会给电力系统造成不利影响，甚至会发生频率稳定破坏性事故。
关键词：风机模型；PSAT；频率动态响应引言随着电网互联和范围扩大以及各种分布式发电的大量并网，在机组跳闸、切负荷或线路故障等有功功率扰动时，频率动态过程在空间上的分布特性逐渐体现出来，各节点频率的偏移量和达到最大值的时间都不再相同。
该文献主要从常规电网角度出发，以常规机组为研究对象，没有指出包含风电场群的功率波动对频率变化的时空分布特性。
一、风力发电机组的数学模型数学模型主要包括风速模型、风力发电机模型等环节。
在PSAT应用中，描述了三种风力发电机模型：鼠笼式恒速异步风力发电机（Cswt），双馈变速风力发电机（DFIG），直驱同步风力发电机。
这些模型在当今也被广泛使用，这里主要介绍本文仿真所用到的前两种风机模型。
1、风速数学模型在PSAT中的风速模型有韦伯分布模型、墨西哥草帽风模型以及由恒定风速，陡风，阵风和狂风组成的复合风速模型。
本文仿真所用的风速模型是网侧发生扰动情况下的恒速风力模型以及研究机侧扰动的复合风速模型，如图1所示。
图1：风速模型2、风力发电机模型2.1恒速异步风电机组模型恒速异步风机采用的是鼠笼型感应电机，鼠笼式发电机的简化电路同单鼠笼感应电动机模型一样。
关于感应电动机唯一不同的是如果是注入网络则电流是正的。
方程可以用真实的r轴和假设的m轴以及网络参考角公式表示。
在旋转坐标系模型中，有如下关系：功率吸收为：bc是固定电容电导，微分方程电压超前固定阻rg：而在电压，电流，状态变量中连接的是：ωm转子角速度，x0，x'，T'0从发电机参数得到：转子运动方程如下：Ht、Hm分别为涡轮机和转子惯性，Ks为轴刚度，ωt是风力发电机的角速度，电气转矩Te被定义为：机械转矩为：其中pw是来自风力的机械功率，可根据空气动力学原理等效如下：其中ρ为空气密度，ng为风机数，Sn为额度容量，R为风力机叶片半径，属于风机的固有参数；cp为风轮机的功率系数，Vw为风速；ηGB为齿轮箱传动比，λ为叶尖速比；ωt风轮机转速。
含风电的电力系统动态频率分析
含风电的电力系统动态频率分析叶希;林进钿;唐权;李婷;王云玲;叶圣永【摘要】The impact of wind power integration on the dynamic frequency of a real power system is studied.By means of establishing the dynamic model of the direct drive permanent magnet synchronous wind generator (PMSG) and the actual power system containing wind power,the dynamic frequency of the system including wind power is simulated.The influence of wind speed disturbance on the dynamic frequency of the system,the influence of the incense of the wind power penetration on the system frequency regulation ability and the influence of the wind generator tripping on the dynamic frequency of the system are studied.The frequency control system based on virtual inertia is added to the wind generator,and the influence of the wind turbine with frequency regulation system on the dynamic frequency of the system is studied.The simulation results shows the wind speed disturbance of large scale wind farm will leads to significant fluctuation of system frequency.With the increase of wind power penetration rate,the frequency regulation ability of the system will decreases obviously.The wind turbine tripping-off accident of wind farm in the circumstances of grid fault will causes serious drop of system dynamic frequency.Adding frequency control system endues wind generator certain ability of frequency regulation and restrains the system frequency fluctuation under disturbance effectively.%研究了风电接入某实际电力系统对系统动态频率产生的影响.通过建立直驱式永磁同步风电机组动态模型和含风电的实际电力系统模型,对含风电的电力系统动态频率进行了仿真分析.研究了风速扰动对系统动态频率的影响、风电渗透率上升对系统频率调节能力的影响以及风机脱网故障对系统动态频率的影响.在风机增加了基于虚拟惯性的频率控制系统,研究了具有调频系统的风电机组对系统动态频率的影响.研究结果表明大规模风电场的风速扰动将导致系统频率出现显著波动;随着系统风电渗透率的增加,系统的调频能力将明显下降;风电场在故障下的风机脱网事故将对系统动态频率造成严重影响.增加频率控制系统使风电机组具备了一定的调频能力,有效地抑制了扰动情况下的系统频率波动.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)016【总页数】8页(P68-75)【关键词】风电场;动态频率分析;风速扰动;风电渗透率;风机脱网;虚拟惯性控制;风机调频【作者】叶希;林进钿;唐权;李婷;王云玲;叶圣永【作者单位】国网四川省电力公司经济技术研究院,成都 610041;西南交通大学电气工程学院,成都 610031;国网四川省电力公司经济技术研究院,成都 610041;国网四川省电力公司经济技术研究院,成都 610041;国网四川省电力公司经济技术研究院,成都 610041;国网四川省电力公司经济技术研究院,成都 610041【正文语种】中文【中图分类】TM74随着风力发电技术的快速发展和环保意识的提高，风电大规模并网已成为风能利用的主流趋势。
《2024年基于时空相关性的大规模风电功率短期预测方法研究》范文
《基于时空相关性的大规模风电功率短期预测方法研究》篇一一、引言随着全球能源结构的转型，风电作为清洁、可再生的能源形式，其发展日益受到重视。
然而，风电功率的波动性和不确定性给电力系统的稳定运行带来了挑战。
因此，对风电功率进行短期预测，对于电力系统的优化调度和运行具有重要意义。
本文提出了一种基于时空相关性的大规模风电功率短期预测方法，旨在提高预测精度和稳定性。
二、研究背景及意义随着风电场规模的扩大和分布的广泛，传统的风电功率预测方法面临着诸多挑战。
其中，时空相关性是影响风电功率预测精度的重要因素。
因此，研究如何利用时空相关性提高风电功率预测的准确性和稳定性，对于电力系统的安全、稳定、经济运行具有重要意义。
三、研究方法本文提出的基于时空相关性的大规模风电功率短期预测方法，主要包括以下步骤：1. 数据收集与预处理：收集历史风电功率数据、气象数据等，并进行数据清洗、格式化等预处理工作。
2. 时空相关性分析：利用空间自相关分析方法，分析风电场内部各风电机组之间的空间相关性；利用时间自相关分析方法，分析风电功率的时间变化规律和趋势。
3. 预测模型构建：结合时空相关性分析结果，构建基于机器学习算法的预测模型。
其中，采用深度学习算法对空间相关性进行建模，采用时间序列分析算法对时间相关性进行建模。
4. 模型训练与优化：利用历史数据对模型进行训练，通过调整模型参数和结构，优化模型的预测性能。
5. 预测结果评估：利用实际数据对模型进行测试，评估模型的预测精度和稳定性。
四、实验结果与分析通过实验验证了本文提出的预测方法的有效性和可行性。
实验结果表明，该方法在考虑时空相关性的情况下，能够更准确地预测风电功率的变化趋势和峰值。
与传统的预测方法相比，本文提出的预测方法具有更高的预测精度和稳定性。
此外，本文还对不同时间尺度的预测性能进行了分析，结果表明该方法在不同时间尺度下均具有良好的预测性能。
五、结论与展望本文提出了一种基于时空相关性的大规模风电功率短期预测方法，通过实验验证了该方法的有效性和可行性。
基于连续体模型的大规模电力系统机电动态技术研究
基于连续体模型的大规模电力系统机电动态技术研究【摘要】随着电力系统技术的不断发展，同步相量测量也得到了快速进步，系统中功角扰动的传播速度与光速相比已经不能相提并论，光速远高于功角扰动的传播速度，这一现象已经受到了技术研究人员的广泛关注。
本文基于矢量场理论，建立了电力系统连续体系统中的非线性波动数学模型，希望能为相关理论提供理论依据。
【关键词】机电动态；机电波；电力系统；连续体模型1、引言建立整个系统的数学模型往往是研究机电动态的常用方法，其中包含了电力系统的数学方程组以及负荷和发电机的动态数学方程，其次依照扰动的特征选择与之相符的数值解析方法计算[1]。
当前的大规模互联电力网络空间跨度非常大、结构及其复杂，这个庞大的动力系统是由电动机、变压器以及成百上千台发电机借由电力传输线路连接而成的，如果采取数值积分方法来分析计算这么庞大的微分数学方程组会浪费非常多的人力物力，导致实时的在线分析很难通过这种方法实现，同时电力系统的整体工作情况也不容易从以上非常繁琐的微观模型的单个公式上得到并总结规律。
系统中功角扰动的传播速度与光速相比已经不能相提并论，光速远高于功角扰动的传播速度，这一现象已经收到了技术研究人员的广泛关注。
从目前的研究情况来看，定位系统的应用已经很少，通过技术人员对发电机转子角再长距离情况下的同步相量测量，其研究结果验证光速远远高于机电扰动的传播速度的说法。
相关人员经过对美国南部地区电网内多个变电站的频率以及电压相角进行观察，发现了其扰动后产生的延迟规律，这也从另一个角度解释了光速高度机电波的速度这一现象。
相关工作人员将电力网络视作一个连续的二维空间曲面，总结了平面矢量场用非均匀电力系统进行描述的结论。
还有研究人员基于阻抗匹配的行波传播原理，设计并制造得到了分散控制器，这个仪器可以消除机电波中出现的反射现象，同时会将其吸收完全。
相对于之前经典的分析理论和研究方法来说，本文提出的连续体模型是一种新方法，主要解决和解释机电传播以及动态在大规模电力系统中出现的问题。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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２ １ 第 ２期 ０ ２年
磁场波动和失磁 问题 ，会导 致电机发热 和转 矩性能变差 ，严 重情 况下 电机可能报废 ，这一问题
极 大地限制了 Ｐ Ｍ 的应用范 围。 ＭＳ 传统的 Ｐ Ｍ 控制系统 中 ， ＭＳ 磁通观测器一般以观测电机转速 、
转子 位置或实现转矩 控制为 目的 ，永磁体磁链 常作 为 已知参数直 接给定 。然而 ，永磁 电机实际
结构 ，降低 失磁风险 。但 此类方法还是 属于一种静 态的预防方案 ，基本 出发点为充分考虑 电机 ห้องสมุดไป่ตู้
工况 ，提高 电机距离 失磁点 的裕量 ，但 电机实 际运 行工况往往相 当复杂 ，很难充分考虑 ，退磁 现象有 时还是难 以避 免。因此 ，有必要 通过对永磁体 磁链 的在线观测来 降低 磁链波动 的影响 ，
年全 国风电总装机规模达 ５ ０ ｋ 的 ８倍多 。 照“ ０万 Ｗ 按 建设大基地 、 融人大电 网” 的总体思路 ，我 国的风 电正 在 由分散 、小 规模 开发 、就地 消纳 ，向大规模 、集 中开发和远距离 、高电压输送 方
向快速发展 。
风电场 的规模不 断扩大 ，风 电装机容 量在系统 中所 占的 比例也不断增加 ，风 电输 出的不稳 定性 对 电网功率 的冲击效应也不 断增大 。风 电场输 出功率 的变化 、机 组开停 、负荷变化 、线路 投 切 、各种短路及 断线故 障等使 得 电力系统 时刻 都处在扰动 的作用 下。若扰动产生大 的有功 不 平衡 后 ，系统频率会 产生 比较 明显 的过渡过程 。过渡过程 中各点频率 随时间的变化过程构成 系 统具有 明显时空分 布特征 的频率 动态响应 。对实 际电网而言 ，频率动态 的时空分布可能会造成
并预 防由于控制失误造成永磁体 退磁。
此外 ，随着 我国在高速铁路领 域的快速发展 ，对 电力机车牵 引电机在 高速 区域运行 的可控 性和可靠性要求越来越 高。针对 Ｐ Ｍ 的高速运行 ，主要考验 的是 电机 的机械结构和高速弱磁 ＭＳ
控 制性能 。内置式 Ｐ Ｍ 转子 内的永 磁体受 到保护 ，结构牢 固，其转子磁路结构 的凸极特性产 ＭＳ
运行 中 ，对于不 同运行工况 和温度 变化 ，永磁体磁链幅值 的变化最大 可达 ２ ％左右 ，其引起的 ０
转矩 变化远大 于交直 轴 电感饱 和引起的输 出转矩 变化 ，同时 ，转 子磁链 不准确还会导致状态 观
测值偏 离真实值 。针对 永磁体失磁 问题 ， 目前最 常用的方法是从 电机设 计角度 出发 ，优化磁路
频率动态过程的传 播现象 。 由于风能变化在 时空分 布上 的连续性 ，使得风 电功率波动对 电网的影 响同时涉及空间与时
间上 的不 同分 布特征 ：（ ）风 电场地理位 置的分 布 以及风 电场并 网容量 的不 同 ，是风 电功率波 １ 动 的空间特 性对电网 的影响 ； ２）风电功率变化 的幅度及速率 的不 同 ，是风电功率波动 的时 间 （ 特性 对电网的影响 。风 电功率 的波 动性 和不可预期性是风 电场联 网运 行对电网影响的根本原 因 所 在。如何把握风 电功率变化规律 是大规模开发利用风能 的前 提 ，也 是分析风 电接人后对 电网 频率 影响的重要依据 。对 于千万 ｋ 级风 电基地来说 ，大规模风 电场的建模 、风能的时空动态 Ｗ
作者 简介 ：王 德林 ，男 ，副教 授 。 ・２ ・ ３
前 沿动 态
２ １ 第 ２期 ０ ２年
得其输 出功率也随风速 的波动而 变化 。输出功率随机变化 的大规模 风电有可能导致 区域 间联络 线上 的功率发生振荡 ，由于不 同阶段 系统 内有功功率 的分配方式也不 同 ，导致各发 电机转子 角 和转 速产生幅值不等 的振荡 。尽 管不一定造成失稳 ，但发 电机 的功角变化将在系统 中传播 。在 同步摇摆 的范 围内 ，系统 中各 个节点 的频率也将有不 同的变化趋势 ，由此产生扰动作用下 系统
生 的磁阻转矩 ，也有助于提 高电机 的过载 能力 和功率密度 ，且 易于弱磁扩速 。因此 ，可以说 内 置式 Ｐ Ｍ 适 宜用作 电力机车 的牵引 电机 。内置式 Ｐ Ｍ 在弱磁区域 ，根据 不同的优化 目标 ， ＭＳ ＭＳ 如电流最小化 、效率最高 、功率 因数最 高等可以选择不 同的弱磁方案 。 综 上所 述 ，在 Ｐ Ｍ 无机 械传感 器控制系统 中，除了需要对转子位置和速度进行 在线观测 ＭＳ
特性 （ 传播速度 、衰减时间常数 ） 电场总输 出功率 的波动特性及其对 电力系统稳定性 的影 响 、风 等都值得深入研究 。 现代 电力 系统是一个强非线性 且高维数的复杂机 电耦合系统 。当系统 中某 一点突然出现有
功功率缺额 时 ，系统 不平衡功率将在各机组 间重新 分配 ，导致各机组 的转速发 生变化 ，表现为
系统 的频率波动 。 一般来说 ， 大电网的功率． 率动态过程 中前几秒各观测点频率变化相差较大 ， 频
从而使 电网的频率动态过程呈现 出时空分布的特征。 电力系统 频率动态的时空分布与 系统 中发 电机 的惯性 、系统 的密集 程度 、扰动发生 的位置
系统各处 的低频减 载装 置检测到频率 变化相 同幅度 的时间不一致 ，导致 动作 不一致 ，影响低频 减 载装 置功能的准确发挥 。 大规模 风 电接人对 电网的影响主要 由风电功率 的波动特性 引起 ，所 以研究风 电功率 的波 动 特性 是开展其它风 电并 网影响研究 的基 础和前提 。风力发 电受风速 随机性 和间歇性的影响 ，使
外 ，负载转 矩和永 磁磁链 的观测也是必不可少 。
王德 林 （ 电气学院）
根据 Ｃ Ｔ Ｃ Ｖ新 闻联播 ２ １ 年 １ ０ １ 月发布 的数据 ， 国风电装机容量 已经跃居世界第一 ， 我 达到
４０ １０万 ｋ ，是 国家发改委 ２０ Ｗ ０ ７年 ９月发布 的 《 可再生能 源中长期发展规划 》中预计 到 ２ １ ００