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大型变速恒频风力发电机组建模与仿真 被引量:274
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作者 李晶 宋家骅 王伟胜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第6期100-105,共6页
建立了包含风速、风力机和风力机机械控制部分、双馈发电机、变频器及发电机电气控制部分的变速恒频风力发电机组的整体动态数学模型;应用MATLAB软件中的simulink环境,以建立的数学模型为基础搭建了变速恒频风电机组数字仿真工具。并以... 建立了包含风速、风力机和风力机机械控制部分、双馈发电机、变频器及发电机电气控制部分的变速恒频风力发电机组的整体动态数学模型;应用MATLAB软件中的simulink环境,以建立的数学模型为基础搭建了变速恒频风电机组数字仿真工具。并以渐变风和随机风为例,对由10台单机容量为1500kW变速恒频风电机组组成的风电场并网后的运行特性进行了仿真研究。仿真结果表明了变速恒频风电机组良好的运行特性及模型的正确性。 展开更多
关键词 大型变速恒频风力发电机组 建模 仿真 机械控制 数学模型 变频器
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风能资源评估技术方法研究 被引量:124
2
作者 李泽椿 朱蓉 +1 位作者 何晓凤 张德 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期708-717,共10页
全球性的能源危急和气候变化,驱动了风力发电在世界范围内迅速发展,搞清风能资源是大规模发展风电的关键步骤。文中首先回顾了近10年来开展风能资源评估的技术方法发展历程,阐述了数值模拟技术的应用对风能资源评估技术方法的发展所起... 全球性的能源危急和气候变化,驱动了风力发电在世界范围内迅速发展,搞清风能资源是大规模发展风电的关键步骤。文中首先回顾了近10年来开展风能资源评估的技术方法发展历程,阐述了数值模拟技术的应用对风能资源评估技术方法的发展所起的重要作用。风能资源的数值模拟可以给出风能利用高度上的风能资源分布;可以模拟出基于气象站观测资料的统计分析无法找到的风能资源;可以弥补海上测风资料不足的缺陷,进行海上风能资源的评估。文中运用中国气象局的风能资源数值模式系统地对江苏省和青海省的风能资源分布进行了高分辨率的数值模拟,并采用气象站观测资料对数值模拟结果进行了检验,结果表明数值模拟可以较准确地模拟区域风能资源的分布趋势,但在风速值大小会有系统性偏差,需要有测风塔观测资料对数值模拟结果进行订正,说明了数值模拟技术与风能资源测量相结合是风能资源评估的有效技术手段。最后对中国风能资源数值模拟技术的发展进行了展望,表明了中国风能资源的开发利用对自主发展小尺度数值模式的迫切需求。 展开更多
关键词 风能 数值模拟 资源评估
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TJ-2风洞大气边界层被动模拟方法的研究 被引量:92
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作者 黄鹏 全涌 顾明 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期136-140,144,共6页
在风洞中正确复现大气边界层流动特性,是风洞试验结果可信的必要条件.为此总结了在同济大学TJ-2风洞中模拟缩尺比为1:500的大气边界层A,B,C,D等4类流场的试验研究工作,全面考虑了风速剖面、湍流度剖面、脉动风功率... 在风洞中正确复现大气边界层流动特性,是风洞试验结果可信的必要条件.为此总结了在同济大学TJ-2风洞中模拟缩尺比为1:500的大气边界层A,B,C,D等4类流场的试验研究工作,全面考虑了风速剖面、湍流度剖面、脉动风功率谱和湍流尺度4项指标,为进一步风洞试验工作提供了基础. 展开更多
关键词 风洞 大气边界层 被动模拟
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大跨度桥梁随机风场的模拟 被引量:70
4
作者 曹映泓 项海帆 周颖 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第3期72-79,共8页
本文针对用于大跨度桥梁抖振时域分析的随机风场和Davenport相干函数的特点,对模拟多变量平稳随机过程的谐波合成法进行了改进.文中直接导出了互谱密度矩阵S(ω)的Cholesky分解的显式表达式;在不失精度的前提下,适当减少了部分余弦项;... 本文针对用于大跨度桥梁抖振时域分析的随机风场和Davenport相干函数的特点,对模拟多变量平稳随机过程的谐波合成法进行了改进.文中直接导出了互谱密度矩阵S(ω)的Cholesky分解的显式表达式;在不失精度的前提下,适当减少了部分余弦项;同时在模拟中运用了FFT技术,从而简化了计算过程,提高了计算速度.文章最后利用改进后的方法模拟了跨度为1000m的一座悬索桥的主梁随机风场,验证了方法的有效性. 展开更多
关键词 风场 随机过程 模拟 相干函数 大跨度桥梁 抖振
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含风电场的电力系统机组组合问题随机模拟粒子群算法 被引量:90
5
作者 江岳文 陈冲 温步瀛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期129-137,共9页
由于风电具有随机性,含有风电场的机组组合问题不再是一个常规意义下的确定性问题。利用传统的方法也难获得既经济又有较高可靠性的解。本文建立了基于机会约束规划的含风电场的电力系统机组组合的数学模型,以概率的形式描述相关约束条... 由于风电具有随机性,含有风电场的机组组合问题不再是一个常规意义下的确定性问题。利用传统的方法也难获得既经济又有较高可靠性的解。本文建立了基于机会约束规划的含风电场的电力系统机组组合的数学模型,以概率的形式描述相关约束条件,并把组合问题分为内外两层优化子问题求解。外层为机组的启停状态优化,用离散粒子群算法求解,并引入启发式搜索策略,有效提高了机组状态优化效率;内层为负荷经济分配,考虑到风电的不可靠性,利用随机模拟的改进粒子群算法求解,防止种群过早收敛于局部最优解,并确保发电计划的可行性。通过10机系统的算例计算,并与其他文献方法比较,结果表明该算法对解决含有风电场的电力系统机组组合的问题是行之有效的。 展开更多
关键词 风电场 机组组合 机会约束规划 粒子群算法 随机模拟技术
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风电接入电力系统故障电流的影响因素分析及对继电保护的影响 被引量:81
6
作者 张保会 李光辉 +3 位作者 王进 郝治国 刘志远 薄志谦 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期1-8,共8页
在EMTDC/PSCAD平台上建立了鼠笼式、双馈式及直驱式3种常见风电机组的电磁暂态模型。比较直驱式风机电磁暂态数值模型与数模混合实验在各种故障条件及控制策略下的仿真结果,验证了模型的正确性。同时比较双馈式风机电磁暂态模型的故障... 在EMTDC/PSCAD平台上建立了鼠笼式、双馈式及直驱式3种常见风电机组的电磁暂态模型。比较直驱式风机电磁暂态数值模型与数模混合实验在各种故障条件及控制策略下的仿真结果,验证了模型的正确性。同时比较双馈式风机电磁暂态模型的故障仿真结果与双馈式风场短路实验结果,验证了所提双馈式风机电磁暂态模型的正确性。在以上模型的基础上,仿真了风电机组在各类故障条件下的电磁暂态特征,结果表明风机类型、风机的工作状态、风机所采用的控制方法、故障类型以及风电场的弱电源特性是影响并网运行风电故障电流的主要因素,研究结果为现有继电保护的改进与研发新原理继电保护打下了基础。 展开更多
关键词 风机 电力系统 电磁暂态模型 正确性验证 暂态分析 仿真
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大型风力发电机组的建模与仿真 被引量:42
7
作者 肖劲松 倪维斗 姜桐 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期117-127,共11页
建立了大型变桨距风力发电机组在标称状况下的非线性数学模型,将其线性化后,在不同风速下进行了不同输入(桨矩角β、风速v和电网电压U1变化)的开环仿真。仿真结果对控制器的设计有参考价值。
关键词 风力发电机组 建模 仿真
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常用风电机组并网运行时的无功与电压分析 被引量:65
8
作者 曹娜 赵海翔 戴慧珠 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第22期91-94,共4页
分析了以鼠笼感应电机作为发电机的定速风电机组和以双馈感应电机作为发电机的变速风电机组并网运行对系统潮流的影响,并对不同控制模式下使用双馈感应电机的变速风电机组的电压和无功控制特性进行了比较。仿真结果表明,恒电压控制的变... 分析了以鼠笼感应电机作为发电机的定速风电机组和以双馈感应电机作为发电机的变速风电机组并网运行对系统潮流的影响,并对不同控制模式下使用双馈感应电机的变速风电机组的电压和无功控制特性进行了比较。仿真结果表明,恒电压控制的变速风电机组在维持风电场并网后的系统电压稳定方面具有较大的优势。 展开更多
关键词 风电机组 并网 电压特性 无功特性 仿真
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在动态仿真中风电场模型的简化 被引量:62
9
作者 黄梅 万航羽 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期147-152,共6页
分别针对异步风力发电机组风电场和双馈风力发电机组风电场,研究在动态仿真中风电场模型的简化。以风力机和发电机具有相同或相近运行点为风电场动态模型简化原则,依据尾流效应影响对风电场进行区域划分,将风力发电机组合并简化,建立风... 分别针对异步风力发电机组风电场和双馈风力发电机组风电场,研究在动态仿真中风电场模型的简化。以风力机和发电机具有相同或相近运行点为风电场动态模型简化原则,依据尾流效应影响对风电场进行区域划分,将风力发电机组合并简化,建立风电场整体简化模型。针对风力发电机组类型和风速变化、电力系统短路的动态过程,通过仿真对比详细模型和不同程度的简化模型,验证各种简化模型的适用性,提出在动态仿真中风电场简化模型的应用建议。 展开更多
关键词 简化模型 异步风力发电机 双馈风力发电机 风电场 仿真
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变速恒频风力机组变桨距控制系统 被引量:43
10
作者 林勇刚 李伟 +3 位作者 叶杭冶 邱敏秀 金波 刘湘琪 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期110-114,共5页
在风力机空气动力学特性分析的基础上 ,讨论了变速恒频风力机组变桨距机构在低于额定风速阶段和高于额定风速阶段的不同控制策略。将模型与控制方法相结合的数字仿真表明 ,控制曲线与预期要求一致。具体设计了变桨距机构液压控制方案和... 在风力机空气动力学特性分析的基础上 ,讨论了变速恒频风力机组变桨距机构在低于额定风速阶段和高于额定风速阶段的不同控制策略。将模型与控制方法相结合的数字仿真表明 ,控制曲线与预期要求一致。具体设计了变桨距机构液压控制方案和电机控制方案 ,并提出了高油压冗余式电液比例变桨距机构的设计思路。 展开更多
关键词 变速恒频技术 风力机组 变桨距控制系统 数字仿真
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基于随机模拟粒子群算法的含风电场电力系统经济调度 被引量:52
11
作者 江岳文 陈冲 温步瀛 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2007年第3期37-41,共5页
由于风电具有随机性,目前尚无法较准确预测其出力,因此含有风电的电力系统经济调度不再是一个常规意义下的确定性问题。利用传统的方法也难获得既经济又有较高可靠性的解。本文建立了基于机会约束规划的含风电场的电力系统经济调度数学... 由于风电具有随机性,目前尚无法较准确预测其出力,因此含有风电的电力系统经济调度不再是一个常规意义下的确定性问题。利用传统的方法也难获得既经济又有较高可靠性的解。本文建立了基于机会约束规划的含风电场的电力系统经济调度数学模型,以概率的形式描述相关约束条件,考虑了机组的爬坡约束、出力限制,线路潮流限制、备用约束及负荷平衡等约束条件,利用基于随机模拟的粒子群算法求解该问题。通过IEEE30节点系统的算例验证,表明该模型与算法的有效性。 展开更多
关键词 风力发电 电力系统 经济调度 机会约束规划 随机模拟 粒子群算法
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基于随机规划的含风电场的电力系统节能优化调度策略 被引量:57
12
作者 龙军 莫群芳 曾建 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期133-138,共6页
含风电场的多电源电力系统优化调度是一个新的具有重要经济和社会效益的复杂非线性问题。针对传统的水火经济调度模型以及新兴的火风互补经济调度模型,提出了基于随机规划的水、火、风混合系统短期优化调度模型,利用机会约束描述目标函... 含风电场的多电源电力系统优化调度是一个新的具有重要经济和社会效益的复杂非线性问题。针对传统的水火经济调度模型以及新兴的火风互补经济调度模型,提出了基于随机规划的水、火、风混合系统短期优化调度模型,利用机会约束描述目标函数和约束条件,并给出不同置信水平下的调度方案。同时考虑水电站耗水量最小、火电煤耗量最小以及氮氧化物排放量最小3个目标,采用理想点法将多目标转化为单目标问题。针对风电场风速及出力的随机性,采用随机模拟技术,结合序列二次规划法找到目标函数的最优值。实例仿真结果表明了该调度策略的有效性和可行性。 展开更多
关键词 风电场 节能调度 随机规划 机会约束规划 随机模拟
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复杂地形城市冬季大气污染的数值模拟研究 被引量:50
13
作者 姜金华 彭新东 《高原气象》 CSCD 北大核心 2002年第1期1-7,共7页
采用中尺度大气动力模式与大气扩散模式相结合的方法 ,针对复杂地形条件下兰州市冬季无明显冷空气入侵天气过程时段 (1994年 12月 2~ 3日 )的大气污染状况 ,进行污染物 (二氧化硫和烟尘 )浓度分布的数值模拟研究 ,分析了模拟的风场和... 采用中尺度大气动力模式与大气扩散模式相结合的方法 ,针对复杂地形条件下兰州市冬季无明显冷空气入侵天气过程时段 (1994年 12月 2~ 3日 )的大气污染状况 ,进行污染物 (二氧化硫和烟尘 )浓度分布的数值模拟研究 ,分析了模拟的风场和气温层结随时间的变化以及污染物浓度的分布及其变化 ,进一步分析了模拟的风场和气温层结与污染物浓度分布的关系。结果表明 ,该模式系统对兰州市大气边界层结构及污染物浓度的分布有较好的模拟能力 。 展开更多
关键词 地形 风场 大气污染物浓度分布 数值模拟 城市 气温层结 兰州市
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Crowbar保护在双馈异步风力发电系统电网故障穿越中的应用 被引量:53
14
作者 马文龙 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期127-130,共4页
随着风电装机容量的增大,对风电机组并网的低电压穿越能力提出了更高的要求。在分析现行风电机组并网导则的基础上,对双馈异步风力发电机组在电网电压跌落情况下的运行状况进行理论分析,提出采用Crowbar电路来保护转子励磁电源和发电机... 随着风电装机容量的增大,对风电机组并网的低电压穿越能力提出了更高的要求。在分析现行风电机组并网导则的基础上,对双馈异步风力发电机组在电网电压跌落情况下的运行状况进行理论分析,提出采用Crowbar电路来保护转子励磁电源和发电机自身的方案。在Matlab/Simulink建立的风电场模型中进行仿真以验证其有效性。仿真结果表明,该电路可以有效限制电压跌落时转子回路产生的最大电流,保证系统各元件的安全;同时也证明了该方案可以实现故障期间交流励磁双馈异步风力发电机不脱网运行,并能起到稳定电网电压的积极作用。 展开更多
关键词 风力 发电系统 双馈异步电机 变速恒频 低电压穿越 CROWBAR电路 保护 仿真
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用于风电场无功补偿的STATCOM动态特性分析 被引量:48
15
作者 项真 解大 +1 位作者 龚锦霞 张延迟 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期92-95,共4页
建立了包含风力机和异步感应发电机在内的风电机组的整体动态数学模型;以建立的数学模型为基础确立了接入无穷大系统的风电场仿真模型。给出了一种新型的基于直流侧电容电压控制和系统无功电流反馈控制的算法对静止无功补偿器(STATCOM)... 建立了包含风力机和异步感应发电机在内的风电机组的整体动态数学模型;以建立的数学模型为基础确立了接入无穷大系统的风电场仿真模型。给出了一种新型的基于直流侧电容电压控制和系统无功电流反馈控制的算法对静止无功补偿器(STATCOM)实行控制,以渐变、随机和阵风这3种风速情况为例对STATCOM的补偿特性进行了仿真分析,并将其补偿效果与晶闸管投切电容器(TSC)进行了比较。仿真结果表明,与TSC相比,STATCOM在补偿过程中能迅速稳定地跟踪无功的变化,并且补偿时无明显的冲击电压和电流。 展开更多
关键词 风力发电 模型 STATCOM 仿真 无功补偿
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居住区风环境分析中的CFD技术应用研究 被引量:53
16
作者 杨丽 《建筑学报》 北大核心 2010年第S1期5-9,共5页
利用CFD(计算流体力学)技术模拟居住区内的风环境。针对同济新村部分建筑和同济设计中心A楼,以上海市多年的平均气象环境作为初始条件,结合CFD软件(Air-pak)对风绕过居住区建筑时的流场进行了模拟分析。通过模拟结果分析狭管风、风影区... 利用CFD(计算流体力学)技术模拟居住区内的风环境。针对同济新村部分建筑和同济设计中心A楼,以上海市多年的平均气象环境作为初始条件,结合CFD软件(Air-pak)对风绕过居住区建筑时的流场进行了模拟分析。通过模拟结果分析狭管风、风影区等在建筑物周围分布的特征以及将产生的影响。研究结果表明,运用CFD技术进行居住区规划设计的大气流场模拟分析,具有实际应用价值,并对居住区的风环境规划具有指导意义。 展开更多
关键词 风环境 CFD技术 环境模拟
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中尺度WRF模式在西北西部地区低层风场模拟中的应用和检验 被引量:51
17
作者 王澄海 胡菊 +2 位作者 靳双龙 冯双磊 刘纯 《干旱气象》 2011年第2期161-167,共7页
通过WRF模式对西北地区1、4月份风速的模拟,检验了大气数值模式的模拟性能和误差大小。结果表明,WRF模式在风场模拟上具有较好的性能,在地面加热较强、增温较快、风速较大的4月份模拟效果要好于强风频发但风速较4月份小的1月份;4月份10... 通过WRF模式对西北地区1、4月份风速的模拟,检验了大气数值模式的模拟性能和误差大小。结果表明,WRF模式在风场模拟上具有较好的性能,在地面加热较强、增温较快、风速较大的4月份模拟效果要好于强风频发但风速较4月份小的1月份;4月份10~70 m各高度上48 h内的平均相对误差在10%以下,相关系数>0.80,通过99%的置信度;1月份各高度48 h的平均相对误差在20%以内,但二者呈负相关,相关系数绝对值>0.30,通过99%的置信度;在选取的2个模拟时段内,在阵性大风出现的时段模拟值明显小于观测值。意味着风作为高层动量下传、低层地形和热力作用共同的产物,在西北地区植被稀疏、地形复杂的环境下,模式边界层的参数化是关键。 展开更多
关键词 WRF模式 模拟误差 中国西北 风场预测 风电功率
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双馈风电机组短路特性及对保护整定的影响 被引量:48
18
作者 苏常胜 李凤婷 武宇平 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期86-91,共6页
风电场运行方式多变,对保护整定提出了新的要求。短路特性是保护配置的前提和依据。针对双馈风电机组,讨论了其数学模型和电磁暂态过程;建立了风电场联络线接地故障时,风电场提供的短路电流以及电流保护整定的表达式,对影响风电场故障... 风电场运行方式多变,对保护整定提出了新的要求。短路特性是保护配置的前提和依据。针对双馈风电机组,讨论了其数学模型和电磁暂态过程;建立了风电场联络线接地故障时,风电场提供的短路电流以及电流保护整定的表达式,对影响风电场故障特性和保护配置的主要因素进行了分析。参照实际风电场运行情况,以PSCAD/EMTDC为平台建立了风电场并网运行的仿真模型,研究了控制策略、风电场投入系统容量、机组类型对故障特性和保护整定的影响。仿真结果与理论分析相吻合,表明风电场保护整定应综合考虑上述影响因素,以提高风电场继电保护动作的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 风电场 双馈感应发电机 短路特性 保护整定 仿真分析
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基于异步电动机的风力机风轮动态模拟方法 被引量:38
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作者 吴捷 许燕灏 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期46-49,78,共5页
为提高风力发电机系统的控制性能,设计了一套风力机风轮的动态模拟装置,该装置具有与实际风力机风轮相同的机械特性,可用于设计、评价和测试实际的风力发电系统.假设负载在单位采样时间内恒定,模拟控制器根据电机反馈速度估算出每个采... 为提高风力发电机系统的控制性能,设计了一套风力机风轮的动态模拟装置,该装置具有与实际风力机风轮相同的机械特性,可用于设计、评价和测试实际的风力发电系统.假设负载在单位采样时间内恒定,模拟控制器根据电机反馈速度估算出每个采样时刻的负载值,由风力机风轮的特性计算出实际风轮的输出加速度,再与计算出的风轮加速度相比较,算出异步电动机的电磁转矩指令,采用直接转矩控制策略控制变频器,以调节异步电动机的电磁转矩.仿真结果表明,用该方法估算的负载值与实际负载相差很小,模拟系统的机械动态特性与实际风力机风轮的基本一致. 展开更多
关键词 风力机风轮 动态模拟 异步电动机
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风电场投切对地区电网电压的影响 被引量:47
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作者 席皛 李海燕 孔庆东 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期58-62,共5页
随着风电场装机容量的不断增加,在风电场规划设计阶段计算含风电场的系统潮流并分析风电场接入对系统稳定性的影响非常重要。文章结合目前我国风电场的普遍运行情况,针对吉林省电网的特点,通过各种运行方式和工况下的模拟潮流计算,比较... 随着风电场装机容量的不断增加,在风电场规划设计阶段计算含风电场的系统潮流并分析风电场接入对系统稳定性的影响非常重要。文章结合目前我国风电场的普遍运行情况,针对吉林省电网的特点,通过各种运行方式和工况下的模拟潮流计算,比较了系统中某些节点电压与风电场出力的变化情况,论述了风电场出力变化引起地区电网电压升高与降低的原因;给出了减小风电场出力变化对地区电网电压波动影响的措施,即在汇流变电站装设电抗器,在汇流变电站接入电网送电线路的对端变电站内装设电容器,电压高时投入电抗器切除电容器,电压低时切除电抗器投入电容器;当风电场装机容量较大时应将风电场直接接入220 kV变电站或500 kV变电站。 展开更多
关键词 风电场 电能质量 仿真 地区电网 电压
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