风电波动下电力系统随机小干扰稳定性分析

With the rapid development of wind power in China, the safe and stable operation of power grids is facing great challenges due to the stochastic fluctuation of wind power. In order to improve the safety and stability of cross-regional power grids with large-scale wind power, this project focuses on effect of wind power stochastic characteristics on power system small-signal stability. According to the stochastic differential equations, power system small-signal stability caused by wind power stochastic fluctuation will be analyzed, the interaction between stochastic excitation and system modes will be studied, and the calculation speed of stochastic analysis of power system small-signal stability will be improved. Furthermore, the risk assessment index will be proposed in this project. Therefore, considering academic and applicable values, the following key technological will be studied: 1) Spectral density modeling of wind power volatility. 2) Stochatic dynamic process analysis of linearized modeling of power systems. 3) Quantitive evaluation index system and fast calculation algorithm for stochastic small-signal stability analysis. The results will provide theoretical basis and technical support for safety and stability analysis of cross-regional power systems with large-scale wind power. Thus, it has the important theoretical significance and practical application value.

随着我国风电的迅速发展，风电随机波动性使电网的安全稳定运行面临很大的挑战。为了提高大规模风电接入跨区域大电网的安全稳定运行水平，本项目重点研究风电随机性激励对电力系统小干扰稳定性的影响，通过随机微分方程为基础的数学模型，进行风电功率波动的谱密度法建模，分析含随机激励的电力系统随机稳定性原理，研究风电的随机波动性对电网的小干扰稳定性的量化影响，研究随机激励与电力系统模态相互作用机理，研究提高电力系统随机小干扰稳定性量化分析的快速计算方法，并提出风险评估指标。本申请以"理论价值和应用价值兼顾"为宗旨，重点研究以下关键技术：1）风电场功率波动性的谱密度建模；2）电力系统线性化模型的随机动态过程分析；3）电力系统随机小干扰稳定性量化指标评估体系与快速计算算法。项目研究成果将为大规模风电并网的跨区域大电网安全稳定运行分析提供理论依据和技术支持，具有重要的理论意义和实际应用价值。

随着我国风电的迅速发展，风电的随机波动性使电网的安全稳定运行面临很大的挑战。为了提高大规模风电接入跨区域大电网的安全稳定运行，研究风电随机性激励对电力系统小干扰稳定性的影响，本项目主要内容如下：.1）电力系统随机小信号分析方法与快速算法：研究电网功率波动的随机激励建模，分析含随机激励的电力系统随机稳定性原理，通过建立适合电力系统随机小干扰分析的风功率波动的随机激励模型，分析系统全局的小信号稳定性，研究在特定输入的随机小信号激励下有功功率的功率谱。通过功率谱的随机小信号分析，揭示含随机激励的电力系统随机稳定性机理，分析系统中的弱阻尼模态，分析系统局部的随机功率振荡特性，提出模态叠加的频率响应快速算法，提高大规模电力系统小信号稳定分析效率。.2）随机扰动下的电力系统强迫振荡分析方法：为了研究随机扰动下电力系统强迫振荡的特点，基于同步机机械功率上的随机扰动功率谱密度，建立多机系统模态叠加形式的频率响应模型。通过功率谱密度分析方法，分析随机扰动下系统强迫振荡的影响因素，并举例比较不同随机扰动的激励下同步机功角的随机振荡情况。.3）考虑风电多维相关性电力系统随机小干扰稳定分析方法：研究多维风电功率进行相关性Copula建模，考虑风电预测误差相关性等因素，基于Copula 理论研究考虑风电功率条件相关性的广义椭球不确定集合。针对不确定性风电接入的电力系统小信号稳定问题，分析各种概率小信号稳定分析方法和风电相关性模型，根据实际并网风电，提出相关性建模方法的选择原则。.项目研究成果将为大规模风电并网的跨区域大电网安全稳定运行分析提供理论依据和技术支持，具有重要的理论意义和实际应用价值。