摘要：本文在考慮風電場中風速分布和機端電容器組投規(guī)律的條件下，建立研究風電并網運行穩(wěn)態(tài)電壓特性的數學模型，并提出相應的求解萬法和計算程廳。取后結合新疆實際電力系統和風電場，分析了風電場在各種不同典型風況下的穩(wěn)態(tài)特性。            
    1  引言               
    由于風能資源通常分布在遠離主電網的偏遠區(qū)域，并且風電場的裝機容量一般較小，因此目前風電場均就近接入地區(qū)配電網。有關文獻對英國某風電場進行了實際監(jiān)測和模擬計算，結果表明當大量風電接入地區(qū)弱電網時，風電場功率波動將引起電力系統穩(wěn)態(tài)．電．壓的變化，嚴重時還可能超過系統允許范圍。隨著我國風力發(fā)電產業(yè)的進一步發(fā)展，我國將建設容量超過IOOMW的大型風電場。為保證風電場的安全運行，充分發(fā)揮風力發(fā)電的資源效益和環(huán)境效益，必須認真研究風電．并網運行中的有關技術問題。               
    目前，國內外對風電并網穩(wěn)態(tài)特性的研究文獻較少，且主要是應用常規(guī)電力系統潮流計算來研究風電并網的穩(wěn)態(tài)特性。但是對風電場而言，由于其并網點處的母線電壓主要取決于系統電壓，在潮流計算前為未知量，而風力發(fā)電機組實際吸收的無功功率及機端電容器補償的無功功率均和并網點電壓有關。因此，在進行系統潮流計算之前，風電場并網節(jié)點的電壓和無功均為未知量，風電場節(jié)點不能簡單地當作PV節(jié)點或PQ節(jié)點。另外，在對含風電場的電力系統進行穩(wěn)態(tài)計算時還需要考慮風電場的機組布置和尾流損            
    本文將研究風電并網運行中的穩(wěn)態(tài)電壓特性，在考慮風電場風速分布和機端電容器組投切規(guī)律的條件下建立相應的數學模型，并提出該模型的求解方法和計算程序。最后結合新疆實際系統和風電場分析風電場在各種不同典型風況下的穩(wěn)態(tài)特性。
    2  風電場數學模型            
    2．1風力發(fā)電機組
    風力發(fā)電機組穩(wěn)態(tài)模型主要包括風力機的穩(wěn)態(tài)功率特性和異步發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)等值電路。風電機組穩(wěn)態(tài)功率特性為風速與風力機輸出功率的關系，即用P—v曲線表示。如果已知作用到風力發(fā)電機組的風速，根據其穩(wěn)態(tài)功率特性，則可得到風力發(fā)電機組對應于該風速時輸出的有功功率。               
    異步發(fā)電機用其穩(wěn)態(tài)等值電路表示。當端電壓已知時，根據異步發(fā)電機輸入機械功率等于輸出電磁功率的條件可以求出轉差，進而求出異步發(fā)電機吸收的無功功率。
    2．2機端電容器組
    風力發(fā)電機組機端配有一定量的電容器組，實際運行時風電機將根據發(fā)電機輸出功率的大小自動投切電容器組，保證異步發(fā)電機的功率因數在規(guī)定的范圍之內。