考虑风电机组超速减载与惯量控制的电力系统机组组合策略

蔡国伟，钟 超，吴 刚，杨德友，王 博

（1.东北电力大学电气工程学院，吉林省吉林市 132012；2.国网吉林省电力有限公司，吉林省长春市 130021）

0 引言

随着风力发电技术的普及，风电在电力系统中的占比不断提高。2020年中国风电新增装机容量约为71.67 GW，成为风电新增装机规模最高的年份。到2020年底，全国风电累计并网装机容量达到280 GW以上［1-2］。大规模风电机组并网带来巨大经济效益和环境效益的同时，由于风电机组通过功率电子转换器与电网连接，转换器将风电机组旋转动能与系统分离，而风电渗透率的提高会导致系统惯量减小，系统将面临安全稳定运行的挑战［3-4］。

当电力系统发生电源侧与负荷侧不平衡的扰动后，频率将偏离标称值。由于传统的风电并网不能给系统提供惯性支撑，所以系统频率波动幅度将大幅增大。为了使系统频率能维持在安全的范围内，则需增加系统备用容量，提高系统惯量以及调频能力。文献［5-8］在机组组合决策中，满足常规静态约束的同时，还考虑了系统动态过程中的安全约束，即扰动时系统频率跌落的最低值应大于负荷侧切负荷动作的触发值。文献［9］在含有风电并网的电力系统频率响应模型的基础上，将系统动态频率约束转换成系统惯量约束，并将此约束加入机组组合模型求解。该求解方案虽满足系统频率要求，但该模型将风电机组均按照无一次调频能力处理，风电机组始终不参与系统调频，经济性欠佳。文献［10］研究了考虑风电波动的频率安全约束机组组合，并采用随机技术对风力发电行为进行准确建模。……