文 献 综 述
风电接入的电力系统调频仿真及实验验证
摘要：为了应对日益严峻的能源与环境问题，风能作为一种无污染、可再生的新能源，已在全球范围内受到越来越高的重视。同时，考虑到风能的波动性和间歇性，大规模风电接入电网将对电力系统的频率造成影响，且影响程度随风电渗透率的增加而越发凸显。本文阐述了风电接入对电力系统频率的影响，并就如何应对风电功率波动、维持系统频率稳定的问题，从网侧和风机侧两个方面对已有研究进行综述，总结了风电机组的平滑功率控制及电力系统的调频控制策略。进一步地，本文对比分析了各种控制策略的原理及其优缺点，对接下来的工作做了进一步的展望。
关键词：风电接入，频率偏差，风电功率平滑，调频控制
1 引言
1.1 课题研究背景
随着全球经济的快速增长，人们对于能源的需求日益提高。同时，化石能源的紧缺和自然环境的恶化一定程度上限制着经济与科技的发展。在此背景下，可再生、无污染的新能源开发受到了各国越来越高的重视。其中，风力发电以其低成本、无污染和可大规模开发利用的优势被认为是最有发展前景的新能源技术，在各国取得了迅速的发展。据统计，全球风电累计装机容量从2005年的59.1GW增长到2016年的486.7GW，并保持逐年递增的趋势[1]。从装机容量占比中可以看出，中国已经成为风电技术发展的主要力量。截至2017年，中国风电累计装机总容量已达到1.8403亿kW，预计在2020年有望超过2.1亿kW[2]，我国的风力发电具有良好的发展前景，其接入电网的比例也不断增加。
1.2 风电接入对电力系统频率的影响
随着风电规模的扩大，电力系统中风电渗透率不断提高，考虑到风能本身的间歇性和波动性，这将给传统电力系统频率带来不容忽视的影响，主要有：
1）风电输出功率的波动性。风电输出功率受到风速变化的影响，具有很强的波动性和随机性。接入的风电功率可以看作一个“负的”负荷，负荷的频繁波动势必会加大系统的调频难度，进而影响到系统频率。同时，为保证电力系统功率的实时平衡，需要更多的备用容量来应对这种瞬时的功率不平衡现象[3]。
2）系统的总惯性降低。随着低惯性的风电机组不断接入，原有部分传统发电机组退出运行，这使得系统的总惯性减小，频率响应特性下降。在系统发生扰动时，频率的变化率增加、频率最低点降低[4]。
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