中国电机工程学报 2010, 30(4) 71-78 DOI:     ISSN: 0258-8013 CN: 11-2107/TM

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大规模风电场的建模及其在内蒙古电网安全稳定运行的研究
侯佑华1,齐军2,王小海2,万江2,张红光2,杨涛2
1. 天津大学电气与自动化工程学院,2. 内蒙古电力调度通信中心
摘要

以风力发电机组轴系为重点研究对象,从有名值方程出发,经推导得出以旋转元件角度和角速度为状态变量的风电机组双质量块标幺值动态仿真模型,明确了模型中各参数的定义、单位和计算方法,考虑了风力发电机组齿轮箱升速比和极对数的影响,并对传统模型存在的问题进行讨论。应用该模型对2009年大规模风电场接入内蒙古电网运行的静态和动态安全特性进行了全面分析,考虑了风电机组电压和频率保护特性,指出大规模风电场并入内蒙古电网运行时对网架结构、系统电压、无功补偿、暂态和动态稳定特性的影响以及控制要求,可用于指导大规模风电场在内蒙古电网的调度运行和规划设计。

关键词 风电场   动态模型   静态安全   动态安全  
Modeling of a Large-scale Wind Farm and the Studying for Its Security and Stability Operation in Inner Mongolia Grid
HOU You-hua1, QI Jun2, WANG Xiao-hai2, WAN Jiang2, ZHANG Hong-guang2, YANG Tao2
1. Electrical Engineering and Automation, Tianjin University
2. Inner Mongolia Power Dispatching and Communicating Center
Abstract:

Through an intensive study of wind-turbine generator-shaft system, the paper deduces a dual-mass dynamic model in per-unit with angle and angular speed of the rotating components as its state variables from system equation in nominal unit, in which the influence of gear case ratio and generator pole pair number is considered, and meanwhile clarifies definitions, units and calculation methods of the model parameters. Next, the existing problems of conventional model for wind turbine generator are discussed by comparison. Thereafter, making use of the new acquired model and taking voltage and frequency property of wind turbine power generator into account, the paper gives an overall analysis on the static and dynamic security characteristics of 2009 Inner Mongolia Grid integrating large-scale wind farms. Moreover, the paper specifies the influence on the grid structure, system voltage, reactive compensation, dynamic stability and transient stability of Inner Mongolia Grid arisen by the access and operation of large-scale wind farm as well as the control requirements to system operating so as to guide the operation controlling and planning of wind farm in Inner Mongolia Grid.

Keywords: wind farm   dynamic model   static security   dynamic security  
收稿日期 2009-07-29 修回日期 2009-11-19 网络版发布日期 2010-02-08 
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通讯作者: 齐军
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