含风电场电力系统的暂态安全风险评估白雪峰，孙明远*（哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，哈尔滨150001）510152025摘要：大规模风电并网给电力系统的稳定运行带来了新的风险，因此量化含风电场电力系统的风险会为电力系统的规划、设计、运行与控制提供重要的依据。本文提出了含风电场电力系统的暂态安全风险评估方法，侧重于评估风电场并入电网对系统功角稳定的影响。利用蒙特卡洛模拟系统的故障扰动和风速波动等随机因素，采用EEAC法将风电场对同步发电机功角的影响等值为同步发电机的机械功率，并计算相应的暂态稳定裕度。最后基于蒙特卡洛模拟法，量化了系统暂态安全风险指标。关键词：风电场；暂态安全风险；蒙特卡洛模拟；EEAC中图分类号：TM712TransientsecurityriskassessmentofpowersystemincorporratingwithwindfarmBAIXuefeng,SUNMingyuan(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001)Abstract:Largescalerenewablepowergenerationbringsnewrisktothepowersystemoperationandstabilization,thereformeasuringtheriskofpowersystemincorporatingwithwindfarmwouldprovidesreferencetotheplanning,designing,operation,controlingofthepowersystem.Thispaperproposesamethodoftransientsecurityriskassessmentofpowersystemincorporatingwithwindfarm,focusedontheinfluencesontherotoranglestabilitywhenthewindfarmincorporateswiththepowersystem.UncertainfactorsbasedonMonte-Carlosimulationincludebothsequenceofdisturbanceinpowergridandstochasticgenerationofthewindfarm.ThentheinfluenceofthewindfarmtotherotorangleofsynchronousgeneratorwillbeequaltomechanicalpowerwithEEAC.TransientstabilitymarginwillalsobecomputedbyEEAC.AtlasttransientsecurityriskassessmentindexwillbemeasuredbyMonte-Carlosimulation.Keywords:windfarm;transientsecurityrisk;Monte-Carlosimulation;EEAC300引言随着以风电为代表的可再生能源在电网中所占的比例越来越大[1]，风电场对所接入电力系统的稳定性的影响近年来一直是研究的热点。研究含风电的电力系统的稳定性主要包括两种方法，一种是确定性分析方法，即对风电3540机组或风电场进行等值建模，通过仿真计算得到结论[2-3]。另一种是综合考虑系统运行中的不确定性及随机扰动的统计特性，利用状态抽样或蒙特卡洛模拟等手段，随机模拟系统运行场景然后进行稳定性分析的风险评估方法。这种方法能够避免确定性分析中结果过于保守的缺点，能够从系统全局角度量化暂态失稳的风险，更符合系统运行的稳定性和经济性的要求。目前，对含风电系统的风险评估研究大都集中在电压稳定方面[4-6]，因为对于异步发电机的风电场本身是没有功角稳定问题的，但是电力系统中电压稳定和功角稳定是不能够截然分开的，两种稳定相互影响相互作用的[7-9]。鉴于此，本文对含风电场电力系统进行暂态安全风险评估研究时，侧重于风电场对系统中同步发电机功角稳定的影响，利用EEAC法计算考虑该影响的暂态能量稳定裕度，用于衡量系统的暂态稳定程度。然后采用蒙特卡洛模拟作者简介：白雪峰，（1974-），男，副教授，主要研究方向：电力系统稳定分析与控制、电力网络分析、基于时间过程的电力系统优化与电能量管理。E-mail:xfbai@hit.edu.cn-1-S∑Pf(V)()()exp[−()]F(V)1−exp[−()]法模拟系统运行场景，进而得到全局系统的暂态安全风险指标。451含风电场系统运行场景的蒙特卡洛模拟风险是事件概率和后果的乘积，因此含风电场电力系统进行风险评估时，首先需要根据系统运行状态的主要随机变量的概率统计特性，模拟出系统的运行状态，才能进行该状态的暂稳分析。含风电场系统运行场景的模拟包括两个部分：一是故障前状态的模拟；二是随机故障的模拟。下面介绍模拟的过程。501.1故障前状态模拟含风电场电力系统的故障前状态，除了要模拟网络拓扑、发电方式、负荷水平以外，考虑到电力系统的暂态过程的时间很短，因此假定在暂态过程中，风电场风速不变。本文将风电场风速和风功率的模拟也加到...