含大規(guī)模風(fēng)電接入的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性模擬與分析

邱道尹, 胡荷娟, 顧 波

(華北水利水電大學(xué) 電力學(xué)院,河南 鄭州 450011)

含大規(guī)模風(fēng)電接入的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性模擬與分析

邱道尹, 胡荷娟, 顧 波

(華北水利水電大學(xué) 電力學(xué)院,河南 鄭州 450011)

大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電接入對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行有較大影響,研究含大規(guī)模風(fēng)電接入的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性具有重要意義。論文分析了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、水力發(fā)電機(jī)組和汽輪發(fā)電機(jī)組的工作原理并建立了對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了含風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、水力發(fā)電機(jī)組和汽輪發(fā)電機(jī)組的多源混合電力系統(tǒng)模型,在風(fēng)速波動(dòng)條件下,對(duì)該系統(tǒng)模型進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果表明:當(dāng)風(fēng)電機(jī)組輸出功率發(fā)生變化時(shí),本文所提出的混合模型能夠準(zhǔn)確描述電力系統(tǒng)主要參數(shù)的動(dòng)態(tài)特性。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組; 水力發(fā)電機(jī)組; 汽輪發(fā)電機(jī)組; 混合電力系統(tǒng); 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性

1 引 言

化石能源發(fā)電所引起的環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)成為制約國(guó)家能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一大障礙,利用無(wú)污染、可再生的新能源代替化石能源發(fā)電,是未來(lái)電力發(fā)展趨勢(shì)之一[1-4]。風(fēng)電作為新能源發(fā)電中的一種,具有清潔、儲(chǔ)存量大和易于開(kāi)發(fā)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛開(kāi)發(fā)和利用。由于風(fēng)電的隨機(jī)不確定性,大規(guī)模風(fēng)電的接入,給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。因此,含大規(guī)模風(fēng)電接入的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究,對(duì)提高風(fēng)電的開(kāi)發(fā)利用具有重要意義。

目前,關(guān)于多源混合發(fā)電系統(tǒng),國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究,取得了一定的研究成果。Baghdadi 等人建立了含光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和柴油發(fā)電的混合發(fā)電系統(tǒng),并對(duì)系統(tǒng)的配比進(jìn)行了優(yōu)化,進(jìn)一步提高了清潔能源的利用效率。研究分析表明:系統(tǒng)約70%的能源能夠由可再生能源能提供[5]。Brandoni等人建立了由光伏發(fā)電和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電構(gòu)成的熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)(CCHP),并提出了相應(yīng)的能源優(yōu)化控制策略。仿真結(jié)果表明,該系統(tǒng)比單獨(dú)的天然氣熱電冷聯(lián)供(CCHP)系統(tǒng)每年可減少20%～30%的天然氣消耗量[6]。為了提高光伏發(fā)電效率,減少二氧化碳排放量和克服光伏發(fā)電的間歇性,Shah建立了含光伏發(fā)電系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)的熱電聯(lián)產(chǎn)混合動(dòng)力系統(tǒng),用于給住戶提供電能和熱能,通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性[7]。由于可再生能源的不可靠性,Khare,et al.結(jié)合含風(fēng)電和太陽(yáng)能的混合發(fā)電系統(tǒng)討論了含兩種或兩種以上能源的混合發(fā)電系統(tǒng)的可行性分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、建模、控制方面和可靠性的問(wèn)題[8]。

文獻(xiàn)[9]構(gòu)建了含風(fēng)-光-沼氣的分布式發(fā)電系統(tǒng),并利用改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。文獻(xiàn)[10]提出了一種風(fēng)-光-水混合發(fā)電系統(tǒng),仿真結(jié)果表明:風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電和水力發(fā)電的互補(bǔ)性顯著,可解決電能生產(chǎn)與消費(fèi)在時(shí)間上的不平衡問(wèn)題。文獻(xiàn)[11]提出一種風(fēng)-光-蓄混合發(fā)電系統(tǒng),并利用遺傳算法對(duì)該獨(dú)立風(fēng)-光-蓄混合發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),仿真結(jié)果表明:獨(dú)立風(fēng)-光-蓄混合發(fā)電作為一種新型發(fā)電方式,可以 減少有害氣體的排放。文獻(xiàn)[12]以風(fēng)電機(jī)組、燃料電池和超級(jí)電容組成的混合發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象,研究了分布式電源的運(yùn)行特性,并設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)控制器和能量管理策略。仿真結(jié)果表明:該混合發(fā)電系統(tǒng)不僅能夠有效利用風(fēng)能,而且能夠跟蹤負(fù)荷變化。

以上文獻(xiàn)對(duì)多源混合的分布式發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行特性及優(yōu)化控制進(jìn)行了深入研究,并取得了一定的研究成果。但是,由于多源混合發(fā)電系統(tǒng)的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)的多樣性,仍然有大量的技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有得到解決,特別是對(duì)于大規(guī)模風(fēng)電接入對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性影響的研究相對(duì)較少,影響了風(fēng)電的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。為此,本文提出的含大規(guī)模風(fēng)電接入的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究具有重要意義。在風(fēng)速變化的條件下,對(duì)該電力系統(tǒng)模型的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析。

2 風(fēng)力發(fā)電原理

風(fēng)力發(fā)電就是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。風(fēng)力機(jī)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)化的首要環(huán)節(jié),用來(lái)截獲流動(dòng)空氣所攜帶的動(dòng)能,并將其中的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。因此,風(fēng)力機(jī)不僅決定了整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率,而且直接影響風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的安全及穩(wěn)定性等,是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。

根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)知識(shí),風(fēng)力機(jī)的輸入功率Pv可由式(1)表示:

(1)

式(1)中,v為進(jìn)入風(fēng)力機(jī)掃掠面之前的空氣流速;ρ為空氣密度;Sw為葉片掃掠面積。

由于通過(guò)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)面的風(fēng)能僅有部分被吸收,故可定義風(fēng)能利用系數(shù)Cp來(lái)表征風(fēng)力機(jī)捕獲風(fēng)能的能力。Cp的表達(dá)式如式(2)所示:

(2)

這樣風(fēng)力機(jī)的輸出機(jī)械功率為

(3)

式中,DW為風(fēng)輪直徑。

風(fēng)能利用系數(shù)Cp是表征風(fēng)力機(jī)運(yùn)行效率的重要參數(shù),它可由葉尖速比λ和槳距角β決定,其中葉尖速比λ的計(jì)算過(guò)程如式(4)所示:

(4)

式中,λ為葉尖速比;R為風(fēng)輪半徑;ω為葉片旋轉(zhuǎn)的角速度。

目前,常用的風(fēng)力機(jī)為變槳距風(fēng)力機(jī)。變槳距風(fēng)力機(jī)特性通常由一簇風(fēng)能利用系數(shù)Cp的曲線來(lái)表示,如圖1所示。風(fēng)能利用系數(shù)Cp可由葉尖速比λ、槳距角β進(jìn)行表示,即Cp(β,λ)。Cp與β和λ之間關(guān)系可由式(5)和(6)進(jìn)行計(jì)算。

(5)

(6)

圖1描述了Cp與λ和β之間的耦合關(guān)系。

圖1 Cp與β和λ之間的關(guān)系Fig.1 Coupling relationship between Cp,β and λ

風(fēng)電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,主要運(yùn)行于額定風(fēng)速以下,在此條件下槳距角為0度,此時(shí),Cp的大小只與λ有關(guān),如圖2所示。

圖2 Cp與λ之間的關(guān)系Fig.2 Coupling relationship between Cp and λ

3 水輪機(jī)工作原理

水輪機(jī)是將水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備。水流從高處進(jìn)入水輪機(jī),通過(guò)與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的相互作用,把自身的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)相連,水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)一起旋轉(zhuǎn),將自身的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。水流的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的功率P0可用式(7)表示:

(7)

式(7)中,ρ為水密度,v是水流速度,A為水輪機(jī)葉輪的迎流面積。

水輪機(jī)葉尖速比為:

(8)

式(8)中,R為水輪半徑,ω為水輪旋轉(zhuǎn)的角速度。

水流的能量利用效率Cp可由式(9)進(jìn)行計(jì)算:

(9)

式中,Cp是葉尖速比λ和槳距角β的函數(shù)。在槳距角和水流流速一定的情況下,葉尖速比與轉(zhuǎn)速成正比,故水輪機(jī)所獲得的功率只取決于水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)速度ω。水輪機(jī)的輸出功率可由式(10)進(jìn)行計(jì)算:

(10)

水輪機(jī)功率-轉(zhuǎn)速曲線如圖3所示。v1、v2、v3表示不同的水流速度,Pv為速度v對(duì)應(yīng)的功率.從圖3可知,不同流速下轉(zhuǎn)速-功率曲線相似,在某一流速下,存在一確定的轉(zhuǎn)速與最大功率點(diǎn),如流速為v1時(shí),最大功率點(diǎn)的轉(zhuǎn)速為ω1。

圖3 輸出功率與轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線Fig.3 Relationship curve of power output and rotation speed

4 汽輪機(jī)工作原理

汽輪機(jī)是將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能,再將動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的設(shè)備。汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相連,汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。為了提高汽輪機(jī)的利用效率,根據(jù)壓力變化將汽輪機(jī)的內(nèi)部進(jìn)行分級(jí)控制。

汽輪機(jī)的級(jí)內(nèi)功率Pi可由式(11)進(jìn)行計(jì)算:

(11)

其中,qm0為進(jìn)氣量,ΔHi為有效內(nèi)焓降,ηri為內(nèi)效率,ηri是級(jí)的有效內(nèi)焓降ΔHi與理想焓降ΔHt之比,即

(12)

汽輪機(jī)的級(jí)有效功率Pefi等于內(nèi)功率轉(zhuǎn)換的機(jī)械功率,可由式(13)進(jìn)行計(jì)算:

(13)

式(13)中,ηm為機(jī)械效率。

汽輪機(jī)的級(jí)發(fā)電功率Pei等于級(jí)有效功率轉(zhuǎn)換的電功率,可由式(14)計(jì)算:

(14)

式(14)中,ηg為發(fā)電效率。

汽輪機(jī)一般由若干個(gè)級(jí)構(gòu)成,汽輪機(jī)的總功率Pe可由式(15)計(jì)算:

(15)

式(15)中,n為汽輪機(jī)的級(jí)數(shù)。

5 多源混合模型建立

為研究大規(guī)模風(fēng)電接入對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定特性的影響,根據(jù)上述數(shù)學(xué)模型,建立了含風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、水力發(fā)電機(jī)組和汽輪發(fā)電機(jī)組多的源混合電力系統(tǒng)模型,如圖4所示。圖中G1為水力發(fā)電機(jī)組,機(jī)組容量為247.5 MWA,輸出電壓16.5 KV,功率因數(shù)為1;G2為汽輪發(fā)電機(jī)組,機(jī)組容量為192 MWA,輸出電壓18 KV,功率因數(shù)為0.85;G3為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,機(jī)組容量136.5 MWA,輸出電壓13.8 KV。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組容量約占系統(tǒng)容量的24%,滿足大規(guī)模風(fēng)電接入的電力系統(tǒng)條件。

在計(jì)算過(guò)程中,選擇水力發(fā)電機(jī)組G1為平衡節(jié)點(diǎn),設(shè)置其電壓幅值為1.04 pu,電壓參考相角為零度;風(fēng)力發(fā)電機(jī)組G2和汽輪發(fā)電機(jī)組G3為PV型節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)有功出力分別為1.63 pu和0.85 pu,節(jié)點(diǎn)電壓為1.025 pu。整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)如表1所示。

圖4 多源混合發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.4 Structure of multi-source hybrid power generation system

線路編號(hào)線路長(zhǎng)度(Km)阻抗RX導(dǎo)納GB輸電線路1500．01000．08501．3652-11．60412500．1700．9201．9422-10．510731000．03200．16101．1876-5．975141000．03900．17001．2820-5．58825500．00850．07201．6171-13．698061000．01190．10081．1551-9．7843發(fā)電機(jī)100．11840-8．4459200．18230-5．4855300．23990-4．1684負(fù)荷A1．2610-0．2634B0．8777-0．0346C0．9690-0．1601

6 仿真與分析

根據(jù)上述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù),構(gòu)建了系統(tǒng)模型,并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。圖5為多源混合電力系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、水力發(fā)電機(jī)組及汽輪發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)過(guò)程特性圖。

5 發(fā)電機(jī)組輸出功率的動(dòng)態(tài)特性曲Fig.5 Dynamic characteristics curve of actual power output

圖5中,在0s～10s期間,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)速為8m/s,整個(gè)多源混合電力系統(tǒng)處于靜態(tài)平衡狀態(tài)。在10s時(shí),輸入風(fēng)速由8m/s變?yōu)?m/s,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率迅速減小,為維持系統(tǒng)功率平衡,水力發(fā)電機(jī)組和汽輪發(fā)電機(jī)組的輸出功率開(kāi)始增加。由于水力發(fā)電機(jī)組的功率爬坡速率快于汽輪發(fā)電機(jī)組的功率爬坡速率,水力發(fā)電機(jī)組輸出功率的增加速率明顯快于汽輪發(fā)電機(jī)組輸出功率的增加速率。圖5中10s～28s期間的功率變化曲線客觀反映了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、水力發(fā)電機(jī)組及汽輪發(fā)電機(jī)組輸出功率的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。

在12s時(shí),風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、水力發(fā)電機(jī)組及汽輪發(fā)電機(jī)組的輸出功率之和等于負(fù)載功率,系統(tǒng)處于暫態(tài)平衡。12s以后,由于汽輪發(fā)電機(jī)組的時(shí)間慣性大,汽輪發(fā)電機(jī)組的輸出功率將繼續(xù)增加,為維持系統(tǒng)穩(wěn)定,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及水力發(fā)電機(jī)組的輸出功率之和應(yīng)該不斷減少,同時(shí),汽輪發(fā)電機(jī)組輸出功率的增加量也應(yīng)該不斷減小。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率爬坡速率慢于水力發(fā)電機(jī)組的功率爬坡速率,致使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率調(diào)節(jié)過(guò)程慢于水力發(fā)電機(jī)組的功率調(diào)節(jié)過(guò)程。圖5中12s～28s期間的功率變化曲線真實(shí)反映了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、水力發(fā)電機(jī)組及汽輪發(fā)電機(jī)組輸出功率的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。

在28s時(shí),汽輪發(fā)電機(jī)組達(dá)到其輸出功率的最大值。在28s之后,由于汽輪發(fā)電機(jī)組的大時(shí)間慣性,汽輪發(fā)電機(jī)組的輸出功率將繼續(xù)減小,為維持系統(tǒng)穩(wěn)定,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及水力發(fā)電機(jī)組的輸出功率之和應(yīng)該不斷增加。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、水力發(fā)電機(jī)組及汽輪發(fā)電機(jī)組在28s之后進(jìn)入動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),直至90s左右,整個(gè)多源混合電力系統(tǒng)達(dá)到靜態(tài)平衡狀態(tài)。

圖6為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的無(wú)功功率變化特性圖。由圖6可知,由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的有功功率減少,水力發(fā)電機(jī)組輸出的有功功率增加,而水力發(fā)電機(jī)組的功率因數(shù)為1,使得系統(tǒng)的功率因數(shù)增加。為維持系統(tǒng)功率因數(shù)的穩(wěn)定,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組加大無(wú)功功率的輸出。

圖6 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的無(wú)功功率動(dòng)態(tài)特性Fig.6 Reactive power output dynamic change processes of wind turbines

圖7為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出端的電壓動(dòng)態(tài)變化過(guò)程圖。由圖7可知,隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出無(wú)功功率的增加,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)端電壓相應(yīng)增加。

圖8為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出電流的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程圖。從圖中可知,在10s時(shí),由于風(fēng)速?gòu)?m/s變?yōu)?m/s,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率減小。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出端連接到電網(wǎng)上,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出端電壓穩(wěn)定,使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出電流減小。

由于以上分析過(guò)程,本文所構(gòu)建的含風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、水力發(fā)電機(jī)組和汽輪發(fā)電機(jī)組的多源混合電力系統(tǒng)模型,在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出功率變化時(shí),能夠準(zhǔn)確描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,為進(jìn)一步研究含大規(guī)模風(fēng)電接入的電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行特性提供支撐。

圖7 .風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的電壓動(dòng)態(tài)特性Fig.7 Voltage output dynamic change processes of wind turbines

圖8 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的電流動(dòng)態(tài)特性Fig.8 Current output dynamic characteristics of wind turbines

6 結(jié) 論

本文通過(guò)仿真分析了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、水力發(fā)電機(jī)組和汽輪發(fā)電機(jī)組工作原理,建立了對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。構(gòu)建了含風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、水力發(fā)電機(jī)組和汽輪發(fā)電機(jī)組多源混合電力系統(tǒng)模型并進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明,當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出功率發(fā)生變化時(shí),本文所建的多源混合電力系統(tǒng)的模型能夠準(zhǔn)確描述電力系統(tǒng)各個(gè)組成部分的動(dòng)態(tài)變化特性,為進(jìn)一步研究含大規(guī)模風(fēng)電接入的電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供支撐。

[1] Miguel Pérez de Arce,Enzo Sauma,Javier Contreras.Renewable energy policy performance in reducing CO2emissions[J].Energy Economics,2016(54):272-280.

[2] Nicolae Scarlat,Jean-Francois Dallemand,Fabio Monforti-Ferrario,et al.Renewable energy policy framework and bioenergy contribution in the European Union-An overview from National Renewable Energy Action Plans and Progress Reports[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2015(51):969-985.

[3] Birgit Fais,Nagore Sabio,Neil Strachan.The critical role of the industrial sector in reaching long-term emission reduction,energy efciency and renewable targets[J].Applied Energy,2016(162):699-712.

[4] Alexander P.Mathews.Renewable energy technologies:panacea for world energy security and climate change[J].Procedia Computer Science,2014(32):731-737.

[5] Fazia Baghdadi,Kamal Mohammedi,Said Diaf,et al.Feasibility study and energy renewable energy system[J].Energy Conversion and Management,2015(105):471-479.

[6] Brandoni C,Renzi M,Caresana F,et al.Simulation of hybrid renewable microgeneration systems for variable electricity conversion analysis of stand-alone hybrid prices[J].Applied Thermal Engineering,2014(71):667-676.

[7] Kunal K.Shah,Aishwarya S.Mundada,J.M.Pearce.Performance of U.S.hybrid distributed energy systems:Solar photovoltaic,battery and combined heat and power[J].Energy Conversion & Management,2015(105):71-80.

[8] Vikas Khare,Savita Nema,Prashant Baredar.Solar-wind hybrid renewable energy system:A review[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2016(58):23-33.

[9] 馬藝瑋,楊蘋(píng),郭紅霞等.風(fēng)一光一沼可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)電源規(guī)劃[J].電網(wǎng)技術(shù),2012(36):9-14.

MA Yiwei,YANG Ping,GUO Hongxia,er al.Power planning of renewable energy distributed generation system including light-wind-methane[J],Power Grid Technology,2012(36):9-14.

[10] 李露瑩,吳萬(wàn)祿,沈丹濤.計(jì)及風(fēng)-光-水混合發(fā)電系統(tǒng)的建模與研究[J].華東電力,2012(7):1157-1160.

LI Luying,WU Wanlu,SHEN Dantao.Modeling and research of hybrid power generation system with wind-light-water[J],East China Electric Power,2012(7):1157-1160.

[11] 李沖.獨(dú)立風(fēng)-光-蓄混合發(fā)電系統(tǒng)的建模與優(yōu)化[J],排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào),2014(1):64-69.

LI Chong.Modeling and optimization of independent hybrid power generation system including wind-light-storage[J],Journal of Irrigation and Drainage Engineering,2014(1):64-69.

[12] 薛貴挺,張焰,祝達(dá)康.混合發(fā)電系統(tǒng)的功率控制和能量管理策略[J].華東電力,2012(10),1749-1753.

XUE Guiting,ZHANG Yan,Zhu Dakang.Power control and energy management strategy of hybrid power system[J],East China Electric Power,2012(10):1749-1753.

邱道尹 男(1961-),江蘇丹江人,教授,研究生導(dǎo)師,模式識(shí)別、智能檢測(cè)與自動(dòng)控制技術(shù)等。

胡荷娟 女(1989-),河南周口人,碩士生,從事模式識(shí)別與智能系統(tǒng)和風(fēng)電方面的研究。

Simulation and Analysis of Dynamic Characteristic for PowerSystem with Large Scale Wind Power

QIUDaoyin,HUHejuan,GUBo

(College of Electricity,North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power,Zhengzhou 450011,China)

It is of great importance to investigate the dynamic characteristics of power system with large scale wind power.Large scale wind power accessing to power system has significant influence on stable operation of power system.The principles of the wind turbine generation unit,hydraulic turbine generation unit and steam turbine generation unit are analyzed respectively,and the corresponding mathematical model are established.On the basis of the above,the model of multi-source hybrid electric power system including wind turbine generation unit,hydraulic turbine generation unit and steam turbine generation unit is constructed.This hybrid model is analyzed by simulation under the condition of wind speed fluctuation.The simulation results show that,the proposed hybrid model can accurately describe the dynamic characteristics of the main parameters of power system when the output power of the wind turbine changes.

wind turbine generation unit; hydraulic turbine generation unit; team turbine generation unit; the hybrid power system; dynamic characteristics of system.

TK 81

A