風電場并網運行穩(wěn)態(tài)特性研究

           
    由表1可看出，在不同風況下風電場的功率因數有明顯的變化，風電場功率因數變化的相對值達10％。計算中還發(fā)現，每臺風力發(fā)電機組按照其運行狀態(tài)投切補償電容器后，可以保證功率因數在0．95～O．99范圍。這說明，在不同風況下必須考慮風電場風速分布和各個風力發(fā)電機組的穩(wěn)態(tài)特性，才能確定出整個風電場實際注入電網的有功P和無功Q，才能準確地求出風電場并網運行后對系統(tǒng)電壓水平的影響。
    4．2風速序列響應
    根據圖4所示的風電場實測風速序列，利用風電場并網穩(wěn)態(tài)數學模型逐點進行全電網潮流計算，可得風電場母線電壓和輸出功率的穩(wěn)態(tài)變化曲線，具體如圖5～8所示。

    由上述計算結果可看出，當風速增大時(比如在100～120分鐘)，風電場輸出的有功增加，同時從系統(tǒng)中吸收的無功也增加，風電場功率因數下降，結果使得系統(tǒng)電壓水平降低。
    通過上述各種典型風速的全電網潮流計算可看出，風力發(fā)電機組在小電機狀態(tài)運行時，風電場輸出功率小，電網電壓水平高。風速不斷增大，風力發(fā)電機組從小電機切換到大電機狀態(tài)運行，風電場輸出功率增大，同時從系統(tǒng)中吸收的無功增多，風電功率因數減小，系統(tǒng)電壓水平下降。            
     5  結語               
     本文首先在考慮風速在風電場中的分布特性，同時計及風力發(fā)電機組機端電容器組的投切的條件下，建立了風電場的穩(wěn)態(tài)數學模型，可以用于準確計算風電場輸出功率；然后結合含風電場的電力系統(tǒng)特點，提出了進行全電網潮流計算的基本原理和程序實現方法；最后結合新疆實際風電場和電力系統(tǒng)，計算了在小風、中風、大風等典型風況下的穩(wěn)態(tài)‘特性。由此可以得到以下主要結論：
    (1)在不同的風速條件下，風電場的功率因數有較大的變化，進行系統(tǒng)潮流計算時風電場節(jié)點不能簡單地設為PQ或PV節(jié)點，應根據各風電機機端補償電容器組投切規(guī)則，通過迭代計算來確定風電場實際輸出的功率P和Q。
    (2)風電場和主系統(tǒng)是典型的主從式系統(tǒng)，進行全電網潮流計算時，可以采用主從分裂法簡化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性的計算。
    (3)風電場并網運行將使得系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性發(fā)生變化，嚴重時系統(tǒng)電壓水平將可能超過系統(tǒng)允許的限制。系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電壓將是限制風電接入系統(tǒng)的因素之一。