将多台相同的风电机折合成一台等值机,然后用研究单机系统的方法来分析多机风电场的小干扰稳定性。表2是改变风电机台数(即风电场出力)时系统特征值变化的情况。
由表2可知,多机风电场系统在小扰动下也具有良好的稳定性,与异步发电机滑差(即状态变量s)强相关的振荡模式(l)的阻尼较好。随着风电场出力增加,其振荡频率和阻尼比的变化不很大。
在风力发电机输出有功功率和功率因数不变的条件下,随着风电场合并机数增多,系统端电压下降,电容平均补偿的无功功率减少。
3.2 风电场接入多机系统
风电场通过变压器和线路连接到3机9节点系统,接线如图2所示。
系统容量基准值:100MVA,系统数据参看参考文献[5];风电场接入系统线路参数xl = 0.2~1.0(包括变压器的电抗,线路长约30~270km);风电机参数及异步发电机参数同上例,每台风电机的功率为0.006-j0.001。3机系统出力和负荷列于表3。
(1)改变风电场线路电抗时的计算结果
风电机连接系统的线路电抗大小表示风电机与系统联系的紧密程度。表4是连接线路电抗变化时系统特征值的变化情况。风电场出力P+jQ=0.30-j0.05。
由表4 可知,风电场接入有限大系统时,与风电场等值机强相关的振荡模式1具有很好的阻尼比;在风电场出力不变的条件下,连接系统的线路电抗增大时,模式1振荡频率和阻尼比变化不很大。与其他机组强相关的振荡模式几乎没有变化。
(2)改变风电场出力时的计算结果
通过改变风电场风电机台数来分析风电场出力变化时对系统小干扰稳定性的影响。表5是改变风电机台数(即风电场出力)时系统特征值的变化情况。风电场接入系统的线路电抗xl=0.2。