风电集中并网运行对系统电压稳定性的影响研究

付小伟 王 进 郭 伟 郑剑武

（长沙理工大学电气与信息工程学院，长沙 410114）

国家电监会近期发布的《风电安全监管报告》显示，“十一五”期间，我国风电装机容量连续五年翻番，成为全球装机规模第一大国。随着江西最大风电场并网发电成功以及中国首台 6MW 风电机组的正式出产，大规模风电接入电网已成为必然趋势。

风电系统在向电网注入有功功率的同时需要从电网吸收大量的无功功率，对于电网来说风电场可以看作一种特殊的负荷。随着接入风电容量的增大，风电场从系统中吸收的无功功率逐渐增大，如果系统不能提供充足的无功，就可能引起电压稳定性降低，严重时会造成电压崩溃。

自从世界范围内的几个大电网相继发生电压崩溃事故，造成巨大损失以来，对于电压稳定性的研究受到了普遍重视[1]。风机的电压敏感性及低电压脱网特性使风电接入系统后的电压稳定性问题面临着新的挑战和新的研究内容[2]。

本文详细研究了风电接入系统后影响系统电压稳定性的主要因素,以恒速恒频风力发电系统为研究对象，通过Simulink仿真平台，对风电场在不同因素扰动下下进行仿真研究，分析了引发系统电压崩溃风险的相关因素，并提出了改善系统电压稳定性的措施。

1 异步发电机数学模型

研究风电系统的暂态特性需要考虑异步发电机的机电暂态过程，异步发电机三阶模型能够较准确地描述其动态过程。忽略定子电磁暂态过程，异步发电机电压方程为