由表1可看出,在不同風(fēng)況下風(fēng)電場的功率因數(shù)有明顯的變化,風(fēng)電場功率因數(shù)變化的相對值達(dá)10%。計算中還發(fā)現(xiàn),每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組按照其運行狀態(tài)投切補(bǔ)償電容器后,可以保證功率因數(shù)在0.95~O.99范圍。這說明,在不同風(fēng)況下必須考慮風(fēng)電場風(fēng)速分布和各個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)態(tài)特性,才能確定出整個風(fēng)電場實際注入電網(wǎng)的有功P和無功Q,才能準(zhǔn)確地求出風(fēng)電場并網(wǎng)運行后對系統(tǒng)電壓水平的影響。
4.2風(fēng)速序列響應(yīng)
根據(jù)圖4所示的風(fēng)電場實測風(fēng)速序列,利用風(fēng)電場并網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型逐點進(jìn)行全電網(wǎng)潮流計算,可得風(fēng)電場母線電壓和輸出功率的穩(wěn)態(tài)變化曲線,具體如圖5~8所示。

由上述計算結(jié)果可看出,當(dāng)風(fēng)速增大時(比如在100~120分鐘),風(fēng)電場輸出的有功增加,同時從系統(tǒng)中吸收的無功也增加,風(fēng)電場功率因數(shù)下降,結(jié)果使得系統(tǒng)電壓水平降低。
通過上述各種典型風(fēng)速的全電網(wǎng)潮流計算可看出,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在小電機(jī)狀態(tài)運行時,風(fēng)電場輸出功率小,電網(wǎng)電壓水平高。風(fēng)速不斷增大,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組從小電機(jī)切換到大電機(jī)狀態(tài)運行,風(fēng)電場輸出功率增大,同時從系統(tǒng)中吸收的無功增多,風(fēng)電功率因數(shù)減小,系統(tǒng)電壓水平下降。
5 結(jié)語
本文首先在考慮風(fēng)速在風(fēng)電場中的分布特性,同時計及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)端電容器組的投切的條件下,建立了風(fēng)電場的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型,可以用于準(zhǔn)確計算風(fēng)電場輸出功率;然后結(jié)合含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)特點,提出了進(jìn)行全電網(wǎng)潮流計算的基本原理和程序?qū)崿F(xiàn)方法;最后結(jié)合新疆實際風(fēng)電場和電力系統(tǒng),計算了在小風(fēng)、中風(fēng)、大風(fēng)等典型風(fēng)況下的穩(wěn)態(tài)‘特性。由此可以得到以下主要結(jié)論:
(1)在不同的風(fēng)速條件下,風(fēng)電場的功率因數(shù)有較大的變化,進(jìn)行系統(tǒng)潮流計算時風(fēng)電場節(jié)點不能簡單地設(shè)為PQ或PV節(jié)點,應(yīng)根據(jù)各風(fēng)電機(jī)機(jī)端補(bǔ)償電容器組投切規(guī)則,通過迭代計算來確定風(fēng)電場實際輸出的功率P和Q。
(2)風(fēng)電場和主系統(tǒng)是典型的主從式系統(tǒng),進(jìn)行全電網(wǎng)潮流計算時,可以采用主從分裂法簡化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性的計算。
(3)風(fēng)電場并網(wǎng)運行將使得系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性發(fā)生變化,嚴(yán)重時系統(tǒng)電壓水平將可能超過系統(tǒng)允許的限制。系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電壓將是限制風(fēng)電接入系統(tǒng)的因素之一。