大规模风电接入对电力系统小干扰稳定性的影响深入剖析

随着大规模风电场并网后电力系统小信号稳定性变化的研究需求，本文主要探讨了不同类型风力发电机（Fixed Speed Wind Turbine, F SWT、Doubly Fed Induction Generator, DFIG 和 Permanent Magnet Synchronous Generator, PMSG）接入对电力系统稳定性的影响。研究针对一个简化电力系统模型进行了仿真分析，目的是深入理解风电机组接入如何影响系统的动态行为，特别是小扰动下的稳定性。 在风电的快速发展背景下，风电机组的大规模接入已经成为全球电力系统的一个显著特征。风力发电因其可再生能源特性，逐渐成为缓解传统能源压力和应对气候变化的重要手段。然而，风力发电的随机性和间歇性给电力系统稳定性的管理带来了挑战。风电机组的动态模型复杂且具有非线性特性，其并网操作可能会引发系统频率和电压波动，从而对系统的小信号稳定性产生影响。 固定速度风力发电机（FSWT），由于其机械结构简单，但控制相对复杂，其并网可能会导致电网的暂态响应有所变化，可能会影响短路电流和电压稳定性。另一方面，双馈感应发电机（DFIG）具有较高的动态调节能力，通过变频器实现有功和无功功率的精确控制，这在一定程度上可以改善其接入对系统稳定性的影响，但也可能增加控制系统的复杂性。 永久磁同步发电机（PMSG）由于采用永磁材料，转子没有滑环和换向器，降低了机械损耗和电磁噪声，理论上其并网对系统稳定性的影响较小。然而，PMSG的控制策略需要考虑励磁电流的瞬时变化，这可能导致电网中的谐波和电压波动。 通过详细的仿真研究，论文作者揭示了不同类型风电机组接入对电力系统小信号稳定性的影响程度和特征，这为电力系统设计者提供了宝贵的参考依据。优化风电接入策略，如选择合适的控制算法、配置适当的保护措施以及合理的电网结构调整，对于确保风电大规模接入后的电力系统稳定运行至关重要。 总结来说，本文的核心研究成果在于量化了不同风电机组对电力系统小信号稳定性的具体影响，这对于电网规划者和运行人员来说是一项关键的实用知识，有助于提高电力系统的适应能力和可靠性，促进可再生能源的广泛应用。同时，也为未来的风电接入技术和控制策略的发展提供了理论基础。