基于小信号模型的风电场同调等值理论

董文凯，王海风

(1. 电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室(清华大学电机系)，北京100084；2. 四川大学电气工程学院，成都 610065)

0 引言

风电大规模并网在缓解能源和环境危机的同时，也会造成电力系统抗小干扰能力降低[1 - 2]。由于风电场规模扩大，大型风电场内通常具有数百台风电机组(wind turbine generator, WTG)，在分析并网风电场小干扰稳定性时，如果直接对所有WTG采用详细模型，会导致模型阶数高、问题分析和计算求解工作量大。因此，目前常采用风电场动态等值模型对并网风电场小干扰稳定性进行分析与研究。

同调等值是目前风电场动态等值中的常用方法[3 - 9]。该方法首先根据风电场内各WTG的型号以及输入风速、端电压和转子转速等的相似程度，对WTG进行聚类，将风电场划分为几个由型号相同、且运行状态相似的WTG构成的风电机群(后文中称为同调风电机群)，再对各风电机群进行单机等值，即用几台等值WTG代表整个风电场。因此，风电场同调等值也称为多机等值[4]。对于风电机群的聚类，常采用k均值聚类、c均值聚类和支持向量机等方法[3 - 9]。对于等值WTG，其容量采用风电机群总容量，参数通常由容量加权平均法[3 - 8]或参数辨识法[9]确定。

容量加权平均法以风电机群内各WTG的额定容量与风电机群总容量的比值为权重，计算各WTG参数的加权平均值作为等值WTG参数[3 - 8]。该方法应用简单、计算量小，但是其未考虑等值前后系统动态交互与特征值信息的一致性，用于小干扰稳定性分析的有效性与成立条件还有待进一步探讨[9]。……