風電接入電力系統暫態穩定性監測方法研究*

王德真

（許昌電氣職業學院 河南許昌 461000）

隨著風電接入電力系統的廣泛應用，對風電接入電力系統的暫態穩定性研究受到人們的極大關注，通過構建風電接入電力系統暫態穩定性監測模型，采用輸出功率特征分析方法，進行風電接入電力系統暫態穩定性監測和穩定性檢測，提高風電接入電力系統暫態穩定性，研究風電接入電力系統暫態穩定性監測方法，在促進風電接入電力系統的優化升級方面具有重要意義［1］。對風電接入電力系統暫態穩定性監測方法研究是建立在對風電接入電力系統暫態特征檢測基礎上，采用輸出誤差統計分析方法，進行風電接入電力系統暫態穩定性監測，建立風電接入電力系統的有功功率變化模型［2］。采用模糊預測方法，進行風電接入電力系統暫態穩定性監測，提高風電接入電力系統暫態穩定性，文章提出基于協方差變權重組合分析的風電接入電力系統暫態穩定性監測方法。構建風電接入電力系統暫態特征監測模型，采用固定比例和變比例分配的方法進行風電接入電力系統暫態特征多層次挖掘，通過多時間尺度有功功率監測方法，實現風電接入電力系統暫態穩定性監測。最后進行仿真測試分析，展示了文章方法在提高風電接入電力系統暫態穩定性方面的優越性能。

1 風電接入電力系統的參數辨識和預測

1.1 風電接入電力系統的參數辨識模型

為了實現風電接入電力系統暫態穩定性監測，構建風電接入電力系統暫態特征監測模型，采用有功功率有限時域特征分析方法進行風電接入電力系統暫態穩定性檢測［3］，風電接入電力系統暫態頻率為ω0。假設風電接入電力系統暫態電流有效值為Ip，有功調度的有效值Is，風電有功功率動態分群的電流有效值Ir、風電場的穩態特征值為Ro，采用誤差反饋校正方法，得到輸出電流特征分量為：

超短期功率預測輸出為Zrl：

以風電集群有功功率為調度集，計算風電接入電力系統暫態穩定性阻抗Zrl，Zsr，Zps分別為：

風電接入電力系統暫態穩定性輸出功率為：

采用解耦有功和無功率控制方法［4］，得到輸出效率為：

根據上述分析，建立風電接入電力系統的參數辨識模型，根據風電接入電力系統的參數辨識結果，進行風電接入電力系統暫態穩定性監測［5］。

1.2 風電接入電力系統穩定性預測

基于超短期風電集群功率預測方法，進行風電接入電力系統穩定性預測［6］，得到輸出功率及風電接入電力系統暫態效率分別為：

在大規模風電并網中，充分利用風資源進行負載均衡控制，根據有功功率動態變化建立風電接入電力系統暫態穩定性分析目標函數，采用模型預測控制技術進行風電接入電力系統暫態特征檢測［7］，得到輸出功率可表示為：

可以看出，基于定時間區間法，計算Msr隨著距離變化值，進行風電接入電力系統穩定性預測［8］。

2 風電接入電力系統的暫態穩定性監測

2.1 風電接入電力系統暫態穩定特征量化分析

采用模型預測控制技術進行風電接入電力系統暫態特征檢測，采用固定比例和變比例分配的方法進行風電接入電力系統暫態特征多層次挖掘［9］，計算輸出互感Msr值，輸出功率在判斷周期內持續上升，令：

判斷風電場類型，當互感值滿足：

分析風電功率在下坡群和上坡群之間跳躍式特征量，得到互感值為：

基于傳輸效率特征分析方法，得到進行有功功率控制的開銷為：

通過多時間尺度有功功率監測方法，實現風電接入電力系統暫態穩定性協方差變權重組合分析，得到部分阻抗分別為：

其中：

根據預測周期進行風電接入電力系統的暫態穩定性監測。

2.2 風電接入電力系統的暫態穩定性監測輸出

當風電集群輸出功率滿足暫態穩定性，得到風電接入電力系統的電有功功率與調度關系如圖1所示。

圖1 風電接入電力系統的電有功功率與調度關系

分析風電場有功功率動態分群準則，風電接入電力系統暫態穩定性協方差變權重組合：

其中：

根據上述分析，建立電接入電力系統的暫態穩定性監測模型［10］。

3 仿真實驗與結果分析

為了測試文章方法在實現風電接入電力系統的暫態穩定性監測的性能，進行仿真測試分析，風電接入電力系統各元件參數值見表1。

表1 風電接入電力系統各元件參數值

根據表1參數設定，進行風電接入電力系統的暫態穩定性監測的功率輸出如圖2所示，輸出有功功率監測結果如圖3所示。

圖2 風電接入電力系統的暫態穩定性監測功率輸出

圖3 有功功率監測結果

分析圖2和圖3結果得知，采用文章方法能有效實現風電接入電力系統暫態特征提取，對功率檢測的精度較高，采用該方法進行風電接入電力系統暫態穩定性監測的準確性較高，提高了風電接入電力系統暫態穩定性和可靠性。

4 結語

研究風電接入電力系統暫態穩定性監測方法，促進風電接入電力系統的優化升級。文章提出基于協方差變權重組合分析的風電接入電力系統暫態穩定性監測方法。構建風電接入電力系統暫態特征監測模型，采用有功功率有限時域特征分析方法進行風電接入電力系統暫態穩定性檢測。根據有功功率動態變化建立風電接入電力系統暫態穩定性分析目標函數，采用模型預測控制技術進行風電接入電力系統暫態特征檢測，采用固定比例和變比例分配的方法進行風電接入電力系統暫態特征多層次挖掘。通過多時間尺度有功功率監測方法，實現風電接入電力系統暫態穩定性協方差變權重組合分析，根據特征分析結果實現風電接入電力系統暫態穩定性監測。仿真結果表明，采用該方法進行風電接入電力系統暫態穩定性監測的準確性較高，提高了風電接入電力系統暫態穩定性和可靠性。