大规模风电并网的电力系统频率响应评估方法研究

大规模风电并网的电力系统频率响应评估方法研究

作者：钟鑫

来源：《中国电气工程学报》2020年第08期

摘要：提出一種风力发电的电力系统频率响应快速评估模型，在此基础上，与时域仿真进行对比，给出多种运行方式下系统频率响应曲线与耗时。研究发现，所提评估模型和方法能精确、快速、高效地评估系统频率响应行为。

关键词：频率响应;风力发电;快速评估

0引言

本文搭建了一种涵盖大规模风电机组的频率响应模型，提出了快速评估方法，通过对各种运行情况进行仿真计算，给出频率响应曲线。对比时域仿真的频率响应曲线发现，该模型评估频率响应具有较高精度，并且耗时大大减少。

1风电的频率响应快速评估模型

1.1同步发电机等值模型

如果电力系统含有n台同步机组，且每台等效为单机模型，可以表示如图1所示。

1.2风电机组等值模型

具有调频能力风电机组等值模型如果系统中有n3个风电场参与系统频率调整，等值模型如图2所示。

图中，Hv表示风电机组的虚拟惯性时间常数，Kv表示风电机组的下垂系数。

2系统频率响应等值模型

电力系统切除功率为ΔPa的发电机/厂，如果视作瞬间过程，即当成阶跃响应，有ΔPa （s）=ΔPa（t）/s，根据图1、2、3、4，可以建立系统频率响应等值模型，如图3所示。

3算例仿真验证

3.1仿真系统简介

采用西门子公司开发的PSS/E34.1电力系统仿真软件，搭建10机39母线新英格兰系统进行仿真分析。研究不同案例下，在MATLAB中所建立的等值模型用于系统频率响应评估的正确性。具体情形如表1所示。

3.2不同系统组成下频率响应评估

图4给出了10机39母线新英格兰系统在不同情形下切除一台大功率发电机组时，快速评估模型和时域仿真得到的频率响应曲线。

4结语

通过以上研究可知，采用本文所提模型和评估方法对系统频率响应进行评估，精度高，耗时少，对风电接入电力系统规划和运行调度具有重要意义。

参考文献

[1]基于多调频资源协调控制的西北送端大电网新能源快速频率响应参数设置方案[J].孙骁强，刘鑫，程林，段乃欣，褚云龙，柯贤波，程松，韩志勇.电网技术.2019（05）

[2]含风电的电力系统频率响应快速评估模型[J].苗翯，张道农，翟桂元，朱腾翌.农村电气化.2019（10）

[3]大功率缺失下主动频率响应控制初探[J].李卫东，晋萃萃，温可瑞，申家锴，刘柳.电力系统自动化.2018（08）