三、风能发电与电网运行
《南澳风电场谐波的测量与分析》黄壮盛
南澳风电场装机容量已达53.8MW,约占汕头地方电网容量的7%,近期具备开发条件的风资源在300MW以上。因此,风力发电是否对电能质量有明显的影响受到人们的关注。经过谐波测量与分析表明，风电场的确存在一定的谐波分量,最大谐波电流是5次谐波和7次谐波。南澳风电场容量已达汕头电网容量的70%,但注入汕头电网的谐波电流远远小于国标允许值。与风电场连接的各个电压等级的母线电压总谐波畸变率及各次谐波含有率均在国标/T14549-1993规定的允许值内。可见:南澳风电场未对汕头电力系统的电能质量造成不良影响。
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《用于计算风电机组并网运行引起全电网电压波动的电流源等效法》
风电机组输出电流为以工频电流为载波的幅度调制波，将该调制波分解后可应用于电网中节点电压波动的计算。本文应用定幅值–工频电流源等效法计算风电场输出作用下的节点电压，再与其他电源作用下的节点电压叠加来完成不同节点电压的计算。该方法对电流的波动波形没有要求，电流只需可以分解（可以用多种形式表示）即可在实际分析中应用该方法。
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《含风电场电力系统的有功优化潮流》雷亚洲；王伟胜；印永华；戴慧珠
提出了一种基于机会约束规划的风电并网系统的有功优化潮流模型和算法。引入了表示风电场发电功率和母线负荷的随机变量，以概率的形式描述约束条件(如线路潮流、节点电压、旋转备用以及稳态频率偏移等)。开发了基于遗传算法和随机模拟技术的计算程序。在IEEE30节点系统上的测试结果验证了文中所提方法的可行性。
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《基于电力系统暂态稳定分析的风电场穿透功率极限计算》申洪；梁军；戴慧珠
本文提出了基于电力系统稳定性分析计算的确定风电场穿透功率极限的方法，并应用PSASP对一含有风电场的实际电力系统进行了稳定性分
析，结果表明，该系统风电场若出线发生故障也不会引起电力系统功角失稳，影响该电力系统风电并网容量的主要因素是频率波动。本文提出的分析方法可为有关部门在制定风力发电发展规模时提供科学分析的手段，该方法也可应用于电力系统规划和运行调度。
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《风电场发电机动态等值问题的研究》
在研究风电场对电网影响时，为节省仿真时间，常常利用简化的异步电机模型或通过多机等值来简化由多台风电机组组成的风电场模型。笔者提出基于同步发电机传递函数概念的多台异步发电机等值的参数辨识方法，并采用最小；二乘法计算等值异步发电机的同步电抗、暂态电抗和转子时间常数。利用MATLAB／SIMULINK工具箱的仿真结果表明了该等值方法的有效性。
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《变速恒频双馈风电机组分段分层控制策略的研究》
针对并网后变速恒频双馈风电机组的优化运行及其与电网的协调问题，依据分段分层控制思想，提出了变速恒频风电机组的并网控制策略：按照风速将风电机组的控制分为两个阶段，即低风速的最大风能追踪控制阶段和高风速的恒功率控制阶段，同时依据分层思想将风电机组电气部分的控制分为参考值的整定和对参考值的跟踪两层控制。利用该分段分层控制策略，对北方某风电场及其接入系统中风电机组的运行特性和接入系统中关键性节点的电压特性进行了仿真分析，结果表明该控制策略不但可以实现风电机组的优化运行，而且能较充分地发挥风电机组中双馈发电机的无功调节能力，提高风电机组并网后的电压稳定性，保证全网无功优化运行。
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《风电对电力系统运行的价值分析》
从电力系统运行的角度,提出了基于随机模拟技术的定量分析计算风力发电对电力系统运行的价值的方法。定性地描述了风电并网引起的电力系统运行方式的变化和由此带来的发电成本的变动情况。根据常规火电机组的边际发电成本曲线,分析了风电价值的构成。指出了风电价值与风电场所在地风资源特性、风电机组技术参数、风电负荷在电力系统负荷中所占比例以及配合风电运行的火电机组的耗量特性有关,给出了计算风电价值和灵敏度分析的数值实例。文中的概念性分析方法也适用于复杂电力系统。
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《含风电场的电力系统潮流计算的联合迭代方法及应用》
大量风电机组接入电力系统将引起许多复杂的问题,因此，必须计算含有风电场的电力系统潮流。文章在简化的异步发电机稳态等效电路的基础上，提出了计算含风电场的电力系统潮流的联合迭代方法，通过修正雅克比矩阵以简化迭代过程解决了计算精度与迭代效率之间的矛盾。该方法既考虑了风电机组机端电压、有功功率、无功功率以及滑差之间的耦合关系，又大大缩短了潮流计算时间。计算结果表明了该方法具有一定的实用价值。
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《包含风电场电力系统的小干扰稳定分析建模和仿真》
为了研究风电场和电力系统相互作用的稳定性，提出一种用于小干扰稳定分析的风力发电机组的数学模型。应用该建模方法对风电场接入无穷大系统和接入三机系统的两种情况进行了计算，研究了风电场接入系统后影响系统小干扰稳定性的因素。算例分析表明，与风电机强相关的振荡模式有着很好的阻尼；与电力系统相连时，风电场对与大系统中其它同步发电机强相关的振荡模式影响很小。该建模方法为包含风电场电力系统的小干扰稳定分析提供了理论依据和实用工具。
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《国外风力发电导则及动态模型简介》
分析了美国、丹麦、德国、苏格兰以及爱尔兰等欧美国家输电网运行公司针对风力发电制定的电网导则及其对风力发电动态仿真提出的要求，讨论了四种典型风力发电机组的动态建模，并给出了恒速感应式风力发电机组和变速双馈风力发电机组的仿真实例。仿真结果表明风力发电机组具有很多不同于同步电机或马达类负荷的特性，应认真研究其对电力系统规划和运行的影响。电网导则的更新以及风机的动态建模是目前电力系统面临的重要课题。
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四、风电场的防雷保护
《风电机组的雷击过电压分析赵海翔；王晓蓉》
雷击是影响风力发电场运行安全的主要因素之一。在雷击过程中，雷电流流过机架和塔筒时会对其中的传感器件、通信线路甚至电力线路产生感应过电压，这些暂态过电压将对风电机组的正常运行造成影响。该文建立了相关的风电机组模型，对雷击引起的暂态过电压进行了计算分析。计算结果表明：塔筒与传输线间的过电压在传输线的上下两端达到最大；设置金属屏蔽层能有效地降低电容耦合过电压；屏蔽层还能使电压波动趋于平坦。
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