風電場并網運行穩態特性研究

           
    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％。計算中還發現，每臺風力發電機組按照其運行狀態投切補償電容器后，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電機組的穩態特性，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，利用風電場并網穩態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態變化曲線，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，同時從系統中吸收的無功也增加，風電場功率因數下降，結果使得系統電壓水平降低。
    通過上述各種典型風速的全電網潮流計算可看出，風力發電機組在小電機狀態運行時，風電場輸出功率小，電網電壓水平高。風速不斷增大，風力發電機組從小電機切換到大電機狀態運行，風電場輸出功率增大，同時從系統中吸收的無功增多，風電功率因數減小，系統電壓水平下降。            
     5  結語               
     本文首先在考慮風速在風電場中的分布特性，同時計及風力發電機組機端電容器組的投切的條件下，建立了風電場的穩態數學模型，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，計算了在小風、中風、大風等典型風況下的穩態‘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，進行系統潮流計算時風電場節點不能簡單地設為PQ或PV節點，應根據各風電機機端補償電容器組投切規則，通過迭代計算來確定風電場實際輸出的功率P和Q。
    (2)風電場和主系統是典型的主從式系統，進行全電網潮流計算時，可以采用主從分裂法簡化系統穩態特性的計算。
    (3)風電場并網運行將使得系統穩態特性發生變化，嚴重時系統電壓水平將可能超過系統允許的限制。系統穩態電壓將是限制風電接入系統的因素之一。