第四章-课件-北京交通大学

第四章含风电场的电力系统稳态分析谢桦联系方式：51687109电气楼611hxie@第四章风电场接入系统分析的节点处理方法风电场接入系统后的潮流计算方法无功/电压分析与计算有功/频率的调节原理风电场接入系统的潮流计算与分析内容：重点：风电场无功补偿容量计算难点：

潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，就是对复杂电力系统稳态运行状态的计算。它的任务是在给定的运行条件下确定系统运行的状态，如各母线上的电压(幅值及相角)、网络中的功率分布及功率损耗等。用以检查系统各元件是否过负荷、各点电压是否满足要求、功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。对现有电力系统的运行和扩建、对新的电力系统进行规划设计都是以潮流计算为基础。一电力系统潮流计算基础一电力系统潮流计算基础潮流计算所用的电力网络由变压器、输电线路、电容器、电抗器等元件所构成，网络描述通常采用节点法。潮流计算的数学模型一般可表示为：

F(x)=0H(x)<=0

式中：x各节点的状态变量网络节点方程可用下式表示：

(i=1,2,……n)

其中，和分别是节点i注入有功功率和无功功率，n是电网中节点个数。上式是一个以节点电压U为变量的非线性代数方程组。一电力系统潮流计算基础传统优化潮流算法：电力系统最优潮流的数学模型一般可表示为：

minf(u,x)s.t.g(u,x)=0h(u,x)<=0

式中：u为控制变量，如发电机组输出功率;x为状态变量，如平衡节点以外的其节点参数。一电力系统潮流计算基础系统各节点据给定变量的不同分类：

第一类：PQ节点。注入有功和无功功率是给定的。通常按给定有功﹑无功功率发电的发电厂母线和没有其它电源的变电所母线。

第二类：PV节点。注入有功功率是给定的，等值负荷的无功功率和节点电压的大小是给定的。有一定无功功率贮备的发电场和有一定无功功率电源的变电所母线都可作为节点。

第三类：平衡节点。潮流计算时，一般只设一个平衡节点。节点电压的大小和相位角是给定的。担任调整系统频率任务的发电厂母线选为平衡节点。对潮流计算方法有以下五方面的要求：计算速度快；内存需要小；计算结果有良好的可靠性和可信性；适应性好，亦即能处理变压器变比调整、系统元件的不同描述和其他程序配合的能力强；简单。一电力系统潮流计算基础

风电机组单机容量和风电场规模不断增大，迫切需要研究大型风力发电场并网后对电力系统的影响。风电场稳态分析首先就是对含有风电场的电力系统进行潮流计算，含有风电机组的潮流计算经常用来评估风电机组并网后对电网稳态运行的影响。另外，在风电系统动态仿真中，状态变量的初值也由潮流计算获得。含风电场电力系统潮流计算是十分必要的。二含风电场的系统潮流计算

潮流计算中风电场节点不能简单的视为PV﹑PQ节点，需要根据风电机组的特点进行节点分类处理。常规潮流计算中，将系统中节点分为PQ节点、PV节点和平衡节点三大类。求解包含风电场的电力系统潮流时要考虑风电机组本身的特点。风电场节点不能简单视为PQ或PV节点，必须分析不同机组类型、不同运行方式的差异。在计算含有风电场的电力系统潮流时必须要考虑风电机组的稳态数学模型，将其扩展到系统的功率方程中，进行联立求解；或者将系统功率方程和风电机组稳态模型的数学方程进行交替迭代计算。二含风电场的系统潮流计算三含风电场的潮流计算3.1含异步风电机组的风电场的系统潮流计算方法；3.2含双馈风电机组的风电场的系统潮流计算方法；3.3含直驱风电机组的风电场的系统潮流计算方法；风轮机叶片将风能转化为机械能，由此获得的机械功率扣除掉机械损耗后即为传递到异步发电机转子上的机械功率在等效电路中对应可变电阻

r2(1-s)/s上的功率。在中扣除转子铜耗和铁心损耗，得到输入定子绕阻的电磁功率再扣除定子铜耗即得到注入电网的电功率Pe。异步发电机的等效电路和功率传递关系如图下所示：3.1含异步风电机组的风电场的系统潮流

计算方法举例

在上图所示的等效电路中，忽略定子电阻r1和铁心损耗

，又由于xm>>x1（xm为励磁电抗，x1为定子电抗），故可将励磁支路移至电路首端，得到简化的异步发电机简化等值电路，如下图所示：

在上图所示的简化电路中，可由电路连接关系直接求出风电机组无功功率和有功功率的表达式：

经计算可以得到滑差：

从等效电路可以看出，异步发电机的功率因数角与滑差关系为：

当异步发电机输出的有功功率一定时，它吸收的无功功率与节点电压U、滑差s的大小有密切的关系。

设定风速，根据发电机风速功率曲线得到风电场输出的有功功率，设定风电场节点的电压初值U，由有功功率和U计算滑差s，由有功功率和s计算无功功率，所以可以将风电场视为PQ节点，这种处理方法简称为PQ模型法。

将风电场视为PQ节点，代入电力系统，利用常规的潮流计算方法求解整个系统的潮流方程。

风电场的功率特性曲线一般由风机制造厂商随风机提供给用户，也可用通过实测得到，在计算中可以用分段函数得到，下图为典型几种机型风速功率曲线。3.1.1PQ模型法3.1.1PQ模型法(1)设定风速，得到风电场输出的有功功率Pe，设定风电场节点的电压初值U;(2)由有功功率和U根据计算滑差s;(3)由有功功率和s计算无功功率；(4)将风电场视为PQ节点，代入电力系统，利用常规的潮流计算方法求解整个系统的潮流方程，从而得到风电场的节点电压;判定电压之差在设定的误差范围内，即|-U|<ε;(5)如果

≠

U，令U=0.5(U+)，返回到(2)继续执行(2)一(4)，直到两次差<ε。PQ模型法的计算流程PQ模型法的计算框图

把异步发电机的滑差表示成机端电压和有功功率的函数，给定初始滑差和风速，由异步机等值电路写出异步机等值阻抗Z＝R＋jX，将发电机视为阻抗型负荷加入潮流程序，得到风力发电机的电磁功率；另外，由风速等信息计算出风力机的机械功率，根据两个功率之差值修正滑差，反复迭代，最终使风力机机械功率与发电机电磁功率相平衡。

RX模型充分考虑了风力发电机的输出功率特性，属于比较完善的模型，但此模型的迭代过程也是分两步完成，总迭代次数多，收敛速度慢。3.1.2R-X模型法原理：RX模型的出发点同样是异步机的等值电路。如果已知风力机的风速和功率系数曲线，则可以计算电机的滑差(风力机的功率系数曲线一般由制造商提供)。如果已知异步发电机的参数和滑差，则可以用一个阻抗模拟异步发电机。(1)根据风力机的功率系数曲线，计算在给定风速和转子转速(转子转速与滑差有一个线性对应关系)的条件下输入每一台风力机的风能(机械功率);(2)根据潮流计算的结果与在步骤(1)中给定的转子转速，计算每一台风力机输入发电机的有功功率(电磁功率)。(3)比较以上两个计算功率并且通过迭代求解，找到在给定风速的条件下对应机械功率和电磁功率相等的滑差。也就是找到风力机功率曲线和异步发电机功率曲线的交点对应的滑差。3.1.2R-X模型法原理：

是两个计算功率的差：两者偏差采用下面公式：用以下式子表示：、分别为流过定子和转子绕组的电流则进而得到J为：

3.1.2R-X模型法(1)把电机的额定转差当作转差的初值，计算风机的等值阻抗，它们的并联值就是风电场的等值阻抗值；(2)应用等值阻抗值，把风电场看作RX节点模型，并且它获得等值导纳值包含在节点导纳矩阵和相应的雅可比矩阵之中；(3)作为第一次潮流计算结果，获得节点电压，计算每一台电机的转子绕组电流。进一步计算每台电机的机械功率；(4)进一步根据给定风速，计算每一台电机输出的机械功率P；(5)比较两个计算功率，如果两者不等，则修正s，回到第二步重新计算；如果两者相等，则停止计算。R-X模型法计算步骤：R-X模型法框图P-Q模型法与R-X模型法比较

PQ节点模型中，在潮流计算第一次迭代时，根据风速得出有功功率并且一直保持不变，根据有功功率和机端母线电压计算无功功率。有功假定不变，则在每一次迭代中唯一的变量是母线电压。计算无功功率的方法是把它作为母线电压的函数计算无功功率。在这种情况下，无功功率的值必须在每一次迭代时更新。当风电场采用PQ模型时的收敛特性与常规电源作为PQ节点的处理类似。当采用RX节点模型时，有两个迭代过程。其中一个是由于潮流计算;另一个是由于计算异步发电机的滑差。此模型充分考虑了风力机的输出功率特性，比PQ模型要完善。但是，求取最终的滑差通常需要几次迭代，迭代次数多，收敛速度慢。3.1.3P-Q模型法改进

在P-Q模型中，对雅可比矩阵进行修正，依据有功功率与无功功率以及机端电压的关系对潮流雅可比矩阵中风电场节点的无功增量对电压的偏导数进行修正，达到简化迭代过程的目的，从而完成潮流计算，具有较好的准确性，计算量相对较小。消去电动机滑差，得到电动机无功功率的计算公式：在电力系统潮流计算中，若已知风速，则风电场节点的有功功率为已知量，由以上公式可知，无功功率可以表示为电压和有功功率的函数。在牛顿–拉夫逊法潮流计算中，风电场节点的无功功率可以按照上式进行计算，潮流雅克比矩阵中的风电场节点无功增量对电压的偏导数则要增加以下量：因此，含风电场的电力系统潮流计算可分为以下几个步骤

（1）给定风电场风速

（2）给定风电场节点电压初值

（3）由有功和无功公式以及给定风速确定风电机组的有功和无功功率

（4）调用常规雅克比矩阵计算程序

（5）根据上式修改雅克比矩阵中风电场节点对应的元素

（6）求解修正方程并修改各节点电压和相角

（7）检验是否收敛，若收敛，则计算结束；若不收敛，以修正后的节点电压为初值，转入步骤（3）进行下一次迭代3.1.4R-X模型法改进

在RX模型中，对雅可比矩阵进行修正，考虑滑差s变化，异步发电机发出的有功功率Pe随之变化，根据功率守恒原理，有功功率与机械功率应相等。迭代过程中当这两个功率不等时，滑差s需要修正，最终使风力机机械功率与发电机电磁功率相平衡。为此在采用牛顿－拉夫逊法计算潮流时，引入了风电机组发电功率与机械功率差△Pem和滑差修正量△s，修正方程式为：

在牛顿－拉夫逊计算方法中，通过引入异步风力发电机的滑差修正量，相应地对雅可比矩阵形成加以修改，使得在每次迭代过程中滑差s都得到及时的修正，则迭代过程仍保持牛顿－拉夫逊法所具有收敛性，保持计算准确性的同时明显地加快了收敛速度。

根据Pe表达式及风力发电机组等值电路不难推导出雅可比矩阵中偏导数的表达式，即

另外还有其他的改进方法，比如简化模型即PZ模型，在这种模型中，其迭代次数少，收敛速度快。它是在已有模型基础上提出了简化模型，即在潮流计算中把风力机当作PQ节点，认为其有功功率就是风力机的机械功率，只与风有关，不考虑滑差的影响；再由异步发电机的定子阻抗、转子阻抗接入电网，这样构成风电机组的整个模型。该模型与常规PQ模型相比，具有计算简捷、较易实现、具有一定的实用性。3.1.5P-Z模型法

双馈风力发电机定子直接与电网相连，转子通过变流器与电网连接，双馈异步发电机稳态等值电路如下图所示

Us为定子端电压，Is为定子电流，Ur为转子绕组外接电源的电压，Ir为转子电流，rs和xs分别为定子绕组的电阻和电抗，rr和xr分别为转子绕组的电阻和电抗，s为转差率。下标s代表定子侧物理量，r代表转子侧物理量。3.2含双馈风电机组的风电场的系统潮流计算发电机运行在次同步状态时：转子绕组从变频器侧吸收电功率，其功率传递如下图所示发电机运行在超同步状态时，

：双馈异步发电机注入系统总有功功率

由两部分组成，一部分是定子绕组发出的有功功率

，另一部分是转子绕组发出或吸收的有功功率

。转速高于同步转速超同步运行时，转子绕组发出有功功率;转速低于同步速时，转子绕组吸收有功功率。双馈异步发电机的无功功率是发电机定子侧发出或吸收的无功功率与变流器在发电机转子侧发出或吸收的无功功率组成。由于变流器传递的有功功率比较小，因而由变流器吸收或发出的无功功率很小，可以忽略不计。则变速恒频风电机组的无功功率

可以近似为定子绕组的无功功率。功率表达式如下：转子侧有功功率：总有功功率有两部分组成：其中的转差率s可以根据风电机组的转速特性曲线求得。双馈异步发电机的转子转速控制规律是指风电机的转速与风力机的有功功率

的对应关系，通常采用的转速控制规律如下面的式子所示，图形见下图

为风电机组有功功率，ω为风电机组转速，为风电机组最大有功功率，是由风电机组参数决定的。为风力机转速下限，为风力机转速上限，为发电机同步速对应的风力机转速。当有功功率小于时，风力机转速保持在最低转速，如上图中曲线a-b段所示;当有功功率在

和

之间时，风力机转速与有功功率间是三次曲线关系，如上图中曲线b-c段所示；当有功功率在

和

之间时，风电机组运行于同步速，如上图中曲线c-d段所示；当有功功率超过

时，风电机组运行于恒定转矩状态，此时转矩为最大，转速与有功功率之间是线性关系，如上图中曲线d-e段所示。有两种运行方式:恒功率因数方式和恒电压运行方式。

恒功率因数方式下，当风速给定时，风电机组的有功功率可以通过风电机组的功率特性曲线求得。通过调节转子绕组外接电源电压的幅值和相角，可以维持风电机组定子侧功率因数恒定不变。若风电机组功率因数设定值为cosφ，则有3.2.1恒功率因数方式下潮流计算代入到有功功率表达式中可得：当风速给定，s，

，

,电压初值已设定时，通过求解上式可以求得

，

，

。(l)设定风速，设定风电场电压初值Us;(2)根据双馈发电机风速功率曲线得Pe;(3)根据风电机组的转速控制规律式子，计算转差率S；(4)根据上式计算Ps，从而根据给定功率因数，得Qs；(5)将Pe

，Qs以PQ节点形式代入电力系统，计算出风电场母线电压，判定电压之差在设定的误差范围内，即

|Us-|<ε;(6)如果大于ε，返回到(4)继续执行(4)一(5)，直到两次<ε;(7)得到认的最终计算值，代入有功功率计算式，到Ps、Pr的分布情况。恒功率因数方式下潮流计算步骤恒功率因数方式下潮流计算框图

在这种运行方式下，双馈发电机可以吸收或发出无功功率，以维持机端电压恒定。风电机组可以提供的无功功率受自身约束条件的限制，只能在一定的范围内调节。在风电机组无功调节范围内，风电场可视为PV节点。当所需无功越限时，则可以看作无功功率为限值的PQ节点。对于双馈异步发电机，其无功功率调节范围受定子绕组热极限电流、转子绕组热极限电流和变流器最大电流的限制，但最主要是变流器最大电流限制。3.2.2恒电压运行方式下潮流计算

定子侧无功功率与转子绕组电流有关。风电机组定子侧有功功率和无功功率与转子侧电流的关系为：整理后，可得：其中，

为转子电流幅值。

变流器电流运行范围决定了转子电流的运行范围，若变流器最大电流限制为

，则因转子变流器最大电流限制而形成的运行范围为:因风机无功功率近似为Qs，将Qs代替Qe，可得：(l)设定风速，设定恒定运行电压Us;(2)根据双馈发电机风速功率曲线得Pe;(3)将Us，Pe以PV节点形式代入电力系统，计算出风电场母线注入无功功率Qe;⑷根据风电机组的转速控制规律计算转差率s；⑸根据有功功率计算式计算

；⑹将

﹑﹑代入检验式检查是否越限。

恒电压控制方式下潮流计算步骤

双馈异步风力发电机恒电压运行方式很容易发生双馈发电机无功功率越极限。这是因为在含风电场系统中，风电场母线电压并非由风电场本身决定，而是由系统运行状况决定。如果强行要求风电场母线电压恒定，必然对双馈异步发电机无功出力(或吸收）提出过高要求，从而超出其运行极限。因此，实际中双馈发电机一般恒功率因数运行。3.2含双馈风电机组的风电场的系统潮流计算

在直驱永磁同步风力发电系统中，风力发电机组采用永磁同步发电机，风机不经增速齿轮箱，直接驱动发电机，发电机经过整流逆变装置与电网相接，同步发电机的等效电路如下图所示：3.3含直驱风电机组的风电场的系统潮流计算

为电枢绕组的漏电抗，

是与电枢反应磁通相应的电抗，称为电枢反应电抗；

称为同步电机的同步电抗，同步电抗是表征对称稳态运行时电枢反应和电枢漏磁这两个效应的一个综合参数，

即称为同步阻抗，激磁电动势

表示主磁场的作用，

表示电枢绕组的电阻。3.3含直驱风电机组的风电场的系统潮流计算自然风吹动风轮机叶片，将风能转化为机械能，由此获得的机械功率扣除掉机械损耗后即为传递到同步发电机转轴上的机械功率

，扣除掉机械损耗

和定子铁耗

后，余下的部分就是电磁功率

，即再从电磁功率

中减去电枢铜耗

，可得电枢端点输出的电功率

，即3.3含直驱风电机组的风电场的系统潮流计算

含直驱风电机组的风电场的系统潮流计算方法时也考虑风电机组的控制方式分两种：恒功率因数方式和恒电压方式。

在恒功率因数控制方式下，通过控制电网侧逆变器的电流在d、q轴的分量来控制逆变器与电网之间交换的有功功率

和无功功率

，来满足要求的功率因数。当采用恒功率因数控制时，若功率因数设定为

，则有所以在这种控制方式下，风电场可以视为PQ节点3.3.1恒功率因数控制方式的潮流计算①给定风速ν和风电场节点电压

的初值；②由风速功率曲线确定每台风电机组的有功功率

；③计算每台风电机组的无功功率

；④由式（

，

）计算风电场总的有功功率

和无功功率

；⑤由节点电压的幅值、相角初值，求修正方程式的常常数项和雅可比矩阵元素；⑥求解修正方程，得到电压幅值和相角的修正量，并以此修正节点电压；⑦校验潮流是否收敛，若收敛，结束计算，否则，修正节点电压，返回第③步，进行下一次迭代。恒功率因数控制方式的潮流计算步骤恒功率因数控制方式的潮流程序框图

在恒电压控制方式下，同步发电机可以吸收或发出无功功率，以维持机端电压恒定。所以在风电机组无功调节范围之内，风电场可以视为PV节点。同步风力发电机组的无功功率调节范围主要受变频器最大电流限制.3.3.2恒电压控制方式下的潮流计算①给定风速

和风电场节点电压的初值②由风速功率曲线确定每台风电机组的有功功率；③计算风电场总的有功和无功功率；④由节点电压的幅值、相角，求修正方程式的常数项和雅可比矩阵元素；⑤求解修正方程，得到电压相角和无功功率的修正量并以此修正节点的电压相角及无功功率；⑥检验潮流是否满足收敛要求，若收敛，计算结束，否则，返回第④步，进行下一次迭代；恒电压控制方式的潮流计算步骤四含风电场的系统无功/电压分析系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡。系统无功功率平衡的基本要求是：系统中的无功电源可能发出的无功功率应该大于或至少等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗之和。电压稳定性与无功功率的强相关性，风电场引起的电压稳定性降低或电压崩溃现象在本质上与常规电力系统电压失稳的机理是一致的。4.1并网运行的异步机组风电场的系统异步发电机需要从电网中吸收一定的无功功率。当系统电压下降或发生瞬时跌落时，发电机的机械转矩大于电磁转矩，发电机滑差增加。当机端电压不低于允许下限时，异步电机有能力在滑差变化不大的情况下达到新的机械转矩与电磁转矩平衡状态。当系统电压下降幅度超过相应值时，异步电机将没有能力重新使机械转矩与电磁转矩平衡，电机转速将不断增加。如果电网电压不能在一定时间内恢复正常，机组将退出运行，风电场中大量的机组同时切机可能会危及电网的功角稳定。一旦电网电压恢复正常，大量风电机组同时启动并瞬时从电网吸收大量的无功功率，这可能会影响电网电压的稳定性。4.1并网运行的异步机风电场的系统为保证其并网运行时不会对系统潮流产生较大影响，同时也为保证风电机组自身的稳定运行，一般情况下需要在风电场升压变低压侧接入一定容量的电容器以补偿机组运行时的无功消耗。无功补偿的主要作用包括提高负载和系统的功率因数，减少设备容量和功率损耗，稳定电压，提高供电质量，长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力，平衡三相负载的有功和无功功率等。电容器投切；SVC（静止无功补偿器）；STATCOM（静止同步补偿器）；同步调相机（多用于高压侧集中补偿）4.2并网运行的双馈机组风电场的系统拥有电力电子变换器的系统能够提供充足的无功控制。在变换器适用范围之内，它能够充分满足发电机的无功需求，即在任何负荷情况下维持发电机输出的功率因数，也能类似于静态电压补偿而进行电网的电压控制。值得指出的是，通过适当的无功控制，由于无功不平衡而引起的电压波动能够被消除，从而能够降低其对电网的影响。

基于DFIG的变速风电机组由于通过变频器的功率只是风电机组全部功率的一小部分，因此变频器的容量、成本及损耗要远远小于全功率变流器概念的变速风电机组;由于变流器的解耦控制，使得基于同步发电机的变速风电机组与电网完全解祸，其特性完全取决于变频器的控制系统及控制策略。对于双馈感应发电机的无功补偿是通过控制变流器的输出电流实现的,从而达到电压稳定调整的目的，因此与恒速恒频风力发电机相比，它不需要传统的电力系统无功补偿装置。4.3并网运行的直驱机组风电场的系统基于同步发电机的变速、变桨距控制风电机组。此类风电机组多采用多极永磁的同步发电机，通过全功率变流器接入交流电网。由于变频器的解耦控制，使得基于同步发电机的变速风电机组与电网完全解耦，其特性完全取决于变流器的控制系统及控制策略。4.4并网运行的风电场的系统不管是恒速系统还是变速系统，风力发电机组自身都有相应得无功补偿措施，补偿吸收的无功功率。恒速风电机组，需要根据风电机组的容量和型号的不同，无功补偿设备的容量和投切规则也不同；变速风电机组，由于其自身带有电力电子变流器，能调整发出或吸收有功和无功功率，因此不需要额外的补偿设备。不管是哪种风力发电系统，基本上都要遵循一个原则，就是根据风电场的有功出力确定无功补偿容量。

4.5含风电场的系统无功补偿容量的计算从调整功率因数的角度确定补偿容量：

设补偿前的平均功率因数为cosφ1,补偿后的平均功率因数为cosφ2,则补偿容量可用下述公式计算:从稳定运行电压角度需要确定补偿容量：

设补偿的无功容量为QLC，风电场额定容量Se;风电场电压为E;风电场输出功率S=PS+jQS;负荷S=PL+jQL;线路容性充电功率QC;线路阻抗Z=RS+jXS。则电压变化为:无功补偿变压器分接头调节储能技术HVDC等系统结构设计4.6含风电场的系统无功/电压控制措施风电场无功补偿国家标准GB/Z1996-2005《风电场接入电网技术规定》:风电场的无功电源包括风力发电机组和风电场的无功补偿装置；首先应当充分利用风力发电机组的无功容量及其调节能力；如果仅靠风力发电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要，则需要考虑在风电场加装无功补偿装置。

同步发电机

STATCOM等（成本高）集中补偿电容器组（目前主要使用）

a:手动投切

b:自动投切

无功补偿变压器分接头调压

风力发电场通常接入电网末梢；有载调压是电力系统中重要的电压调压手段，在系统运行中可以自动改变分接头，调节其变比，以维持负荷区域内的电压水平。有载调压变压器既不能产生无功功率也不能吸收无功功率(除本身消耗外)，采用有载调压变压器不可能从根本上解决改善电压质量的问题。在电网中无功功率充裕的情况下，改变有载调压变压器变比。

储能技术

减少功率溢出；平稳功率输出。抽水蓄能电站制氢站蓄电池SMES等HVDC等系统结构设计

正常运行时VCS可以独立控制有功和无功，不仅能够满足风力发电机从交流电网中吸收无功功率的要求，也能够稳定交流系统的电压，降低风电特性对电网的直接影响。因而风电场的规模将不再受短路比的限制。目前HVDC.Light的容量范围为几兆瓦至几百兆瓦，直流电压可达到士15OkV，适合于风力发电等中小型分散发电与电网的连接。具有模块化和标准化的特点，能够方便地通过增加新的单元来扩大容量，可以满足风电场不断扩建的需求。

五含风电场的系统的有功平衡与频率调整

电力系统运行时，所有发电厂发出的有功功率的总和与系统的总负荷相平衡。包括用户的有功负荷、厂用电有功负荷以及网络的有功损耗，即：

为保证供电可靠性和电能质量，电力系统的有功功率平衡必须在额定运行参数下确立，而且还应具有一定的备用容量。备用容量是指：系统电源总额定容量大于系统最大负荷的部分。基本原理：

频率变化对发电机组和电力系统的正常运行十分有害。我国规定：电力系统的额定频率fN=50Hz，正常频率允许偏差范围为±0.2Hz，当系统容量较小或事故情况下，频率允许偏差范围可放宽到±0.5Hz。

频率的变化与电力系统的有功功率平衡之间有着密切的关系。当发电机组的输入有功功率大于负荷的有功功率需求时，频率将升高；反之，则频率下降。因此，需要动态的调整发电机输入机械功率，保持有功功率的动态平衡，从而使频率不超出允许偏差范围。

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