风电渗透率对电力系统同调性影响的建模与量化

本文给出了风电如何影响电力系统同调性质的数学分析。同调性源于同步发电机动态中的时间尺度分离：相干区域内部的发电机状态由于较强耦合在快时间尺度上同步，而区域之间由于较弱耦合在慢时间尺度上同步。这种时间尺度分离反映为描述发电机摇摆动力学的加权 Laplacian 矩阵中的谱分离。然而，当带有双馈感应发电机 (doubly-fed induction generators, DFIG) 的风电场接入系统时，该 Laplacian 矩阵会根据风电渗透率和风电场位置发生改变。修正后的 Laplacian 改变了发电机的有效慢特征子空间。依渗透率不同，这一改变可能导致相干区域的身份发生变化。我们建立了量化此修正的理论框架，并利用含一个和多个风电场的 IEEE 68-母线系统的数值仿真验证了结果。我们将基于模型的聚类结果与时域基于测量的主成分分析 (principal component analysis) 结果进行比较，以证实我们的推导。