有大规模风电场接入的电力系统在线紧急协调电压稳定控制.pdf

第３８卷第１８期２０１０年９月１６日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ、，０１．３８Ｎｏ．１８；ｅｐｔ．１６，２０１０有大规模风电场接入的电力系统在线紧急协调电压稳定控制陈中，高山，王海风（东南大学电气工程学院，江苏南京２１００９６）摘要：研究了大规模风电场接入输电系统后对并网系统暂态电压稳定性的影响以及如何通过在线协调控制提高系统电压稳定性。基于大规模风电场的弱连接、不可控性、不确定性等特点，提出了基于第三类控制和多代理信息系统的在线紧急协调机制，基于该协调机制对系统中控制装置实施紧急在线协调，使其能够有效应对大规模分布系统对并网系统电压稳定性的影响。通过一个示例系统表明，在风电场功率变化较大时，通过在线协调紧急控制机制对区域内部和邻近区域的有效协调控制，能够有效提高系统的电压稳定性，验证了该协调机制的可行性。关键词：风电场；协调控制；多代理系统；第三类控制—Ｏｎ－ｌｉｎｅｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｓｔａｂｉｆｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｗｉｔｈｌａｒｇｅｓｃａｌｅｗｉｎｄｆａｒｍｓＣＨＥＮＺｈｏｎｇ，ＧＡＯＳｈａｎ，ＷＡＮＧＨａｉ・ｆｅｎｇ’（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｗｉｎｄｆａｒｍｓｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｉｔｓｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍａｎｄｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓｔｌｌａｔｎｅｇａｔｉｖｅｉｍｐａｃｔｃａｎｂｅｅｌｉｍｉｎａｔｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｖｉａｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｏｎ．１ｉｎｅｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ—ｉｎｔｈｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ．Ｆｉｒｓｔｌｙｔｈｅｗｅａｋｌｙｃｏｎｎｅｃｔｅｄ，ｕｎｔｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅａｎｄｕｎｅｘｐｅｃｔｅｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗｉｎｄｆａｒｍｓａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｈａｔｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｌｙｃａｎｂｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄｂｙｉｎｓｔａｌｌｉｎｇｌａｒｇｅｒｃａｐａｃｉｔｙｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｕｎｉｔｓｉｎｔｈｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｎｏｎ１ｉｎｅｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｔ—ｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｍｕｌｔｉａｇｅｎｔｓｓｙｒｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｔｈｉｒｄ．ｃａｔｅｇｏｒｙｃｏｎｔｒｏ１．Ｏｎｌｉｎｅｅｍｅｒｇｅｎｔｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｉｎｓｙｓｔｅｍｃｏｎｔｒｏｌｄｅｖｉｃｅｃａｎｂｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄ．ｗｈｉｃｈｃａｒｌｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｌａｒｇｅｓｃａｌｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｎｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔ、，ｏｆｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｅｔｅｄｓｙｓｔｅｍ．Ａｃａｓｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｐｏｗｅｒｏｆｗｉｎｄｆａｒｍｓｃｈａｎｇｅｓｌａｒｇｅｌｙ．ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｏｎｉｎｎｅｒａｒｅａａｎｄａｄｊａｃｅｎｔａｒｅａｂｙｕｓｉｎｇｏｎ。ｌｉｎｅｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｃｈａｎｉｓｍＣａｎｅｎｈａｎｃｅｓｙｓｔｅｍｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂ－１ｉｔｙｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｉＳｖｅｒｉｆｉｅｄ．ＴｈｉｓｗｏｒｋｉＳｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．５０７０７００４）．—Ｋｅｖｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄｆａｒｍｓ；ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ；ｍｕｌｔｉａｇｅｎｔｓｓｙｓｔｅｍ：ｔｈｉｒｄ．ｃａｔｅｇｏｒｙｃｏｎｔｒｏｌ中图分类号：ＴＭ７１文献标识码：Ａ——文章编号：１６７４－３４１５（２０１０）１８０００８０５０引言近年来，风能的研究、开发和应用在世界各国得到了前所未有的重视。我国是一个能源紧缺的国家，开发风能是我国未来电力系统发展的大趋势，开展对大规模风电场的研究具有巨大的战略意义。风电场由大量风电机组成，风能的大规模利用，必然要通过输电系统将能量大规模地送至外部电力系统。而风电场运行方式具有不可预测性，比如风电场风力的波动和消失，并且系统自身不具备通常发电系统所具有的各种控制手段。所以，风能给现代电力发展提供了新的机会，同时也向已存在的电力系统的安全运行提出了挑战，如何解决大规模风基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０７０７００４）电场对系统稳定性的影响已经成为风能能否大规模利用的瓶颈。目前国际上对大规模风电场对系统影响的规律已经开始了探索。文献【ｌ】介绍了包含１００台以上１００ｋＷ风电机组成的大型风电场通过输电线路弱连接入电力系统后对系统电压稳定性造成的冲击，发现风电场在输出功率达到一定值后，系统电压会失去稳定。文献［２】基于气象数据对风力发电场提供的能量进行较为准确的估计，在风电场与系统并网时基于估计值进行合理的运行计划分配，保证系统稳定。文献【３］对由风电场和水轮机组成的风电场连接并网系统后的影响进行了研究，发现在故障后必须有部分风车与系统断开才能保证系统的稳定。文献［４】对爱尔兰大规模风电系统并联接入系统后研陈中，等有大规模风电场接入的电力系统在线紧急协调电压稳定控制一９一究发现，风电系统瞬时输入功率和系统负荷总需求的比值对系统的稳定性影响非常大，运行人员一般应该把比值控制在３０％以下，可以保守地维护系统稳定。已开展的工作对稳定性规律有了一定认识，但是对于如何有效解决稳定仍处于探索之中。应对大规模风电场对并网系统电压稳定性影响的有效技术手段是在系统中装设大规模的储能装置，一旦需要，可以紧急调动储能装置吸收或释放能量，满足电力系统安全运行的要求。需要强调的是，电压稳定是本地负荷稳定问题，但在本地控制不能满足要求的场景下，如果有邻近区域的及时的补充以支撑电压，能有效避免电压崩溃事故。本文提出一种目的同于大规模的储能装置，但是思路完全不同的技术手段，即通过电力系统中已有的控制装置的紧急在线协调，提高这些控制器的覆盖范围和效率，充分调动系统中已有的控制手段的潜能，使其能够有效应对大规模风电场对并网系统的影响，保证系统的安全运行。本文首先介绍了大规模风电场的特点，然后对基于第三类控制和多代理系统的在线紧急协调控制机制进行了详细描述。最后通过实例系统进行的仿真结果验证了协调控制系统的可行性和有效性。１大规模风电场特点大规模风电场是由大量发电机组成的发电系统，具有不同于普通电力系统的特点。大规模风力发电场处在远离主要负荷的边远地区，不像普通的分布式电源，都处在负荷中心，要充分利用能源，必须要和输电系统连接，将能量送至负荷中心。而由于环保和投资的影响，不可能架设较多的连接线路，这就决定了风电场和主电力系统很有可能是弱连接。这种弱连接系统，当风电场规模较大时，导致稳定问题发生概率大大增加。风电场中的风力发电机一般都是异步电机，当风速过低和过快时风力发电机都会停机，而即使处在一定风速范围内时，风力机的输出功率也是随着风速的变化而变化。而异步电机没有励磁装置，输出电压也是自身不可控的。因此不可控性是大规模风电场不同于常规电力系统的重要因素之一。——风电场能量来源风能是随机性的，尽管在总体上满足一定的统计规律，比如通过天气预报、常年统计，能够对某一个时段内有一个全局上的认识，但是针对每一个具体的暂态时刻，风力输出功率都是随机不可预测的，而这种不确定性对系统的稳定性影响可能非常大，比如系统发生级联故障已经处于临界稳定状态范围时，正是风电场能量的不确定性决定了系统的稳定性。当风电场和主系统处在弱连接，风能所占比重较大时对稳定性影响更为明显。因此风电场所具有的弱连接、不可控、不确定的特点决定了在其与主系统并网运行时将会对整个系统的稳定性产生不利的影响，甚至会导致主系统产生崩溃。同时对并网系统又不能采用常规的电力系统控制方法，文献【５】通过装设常规ＳＶＣ（ＳｔａｔｉｃＶａｒＣｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）以跟踪风力发电的无功随机需求，提—高接入系统的电压稳定性。文献【６７】通过装设超导储能装置ＳＭＥＳ（ＳｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇＭａｇｎｅｔｉｃＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅ）以实时对并网风电场的有功和无功输出变化加以跟踪补偿，能够明显降低风电波动时对电网的冲击，但同时文献［７】也指出ＳＭＥＳ必须有足够的容量以调节风电场有功无功的输出，否则调节效果并不明显。本文拟通过系统中已有控制器的协调控制，充分提高相关控制器的利用效率，以满足大规模并网系统的电压稳定性要求。２协调控制机制本文针对如何应对风电场对并网系统稳定性的影响，提出一种目的同于大规模的储能装置，但是思路完全不同的技术手段，即通过电力系统中已有的控制装置的紧急在线协调，提高这些控制器的反应时间、利用效率和影响范围，充分调动系统中已有的控制器的调节能力，使其能够有效地应对大规模风电场对并网系统电压稳定的影响，保证系统的安全运行。２．１在线协调框架在并网系统处于紧急状态时，各个控制器需要“”互相谈话，综合信息以实施协调控制，同时又必须根据自身情况实时调整控制策略，就控制要求而言，控制器的在线协调机制既要求有信息的集中控制，又要求有控制器的分散控制，因此普通的集中控制和分散控制已经不能满足要求。文献［８】提出处于集中控制和分散控制之间的“”第三类控制方法，基本框架如图１所示，可以看出：系统中任一本地装置仍然取本地反馈信号，就控制信号而言，不涉及远程传输，控制是分散的；但是本地装置之间设置了信息的快速交换，通过对交换的信息加以处理和综合，指导本地控制器的行为，又有了信息的综合。同时在第三类控制框架中，本地装置不仅要求能反馈本地信号，而且要求能与信息交换管理中心和其他的控制器进行信息交换，能自身进行电压调整。而多代理具有的自治性、可通信性、反应性和针对环境性的优点也满足了本地装置的要求。因此就实施控制的理念而言，多代理．１０．电力系统保护与控制系统技术和第三类控制技术是十分适合嵌入在线紧急协调机制中的，其基本框架如图２所示。并且该协调机制也得到了部分应用Ｊ。在该协调机制中，信息交换管理中心作为协调控制中的管理者，在系统处于稳态时，通过信息慢速交换通道得到各个本地代理上传信息，基于全面信息的处理决定控制策略，比如根据灵敏度计算选择参与协调控制的控制代理，并且将控制策略下发至每一个相关代理，在暂态时，信息中心不再对本地代理下发指令，而只是负责通过信息慢速交换通道接收上传数据。信息中心会根据上传数据在每一个周期协调策略做出调整。——粤吾篓连接仁：＝信息快速交换通道＝＝拦．：：：五商主菸信息传输图１第三类基本框图—Ｆｉｇ．１Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆｔｈｉｒｄｃａｔｅｇｏｒｙｃｏｎｔｒｏｌ电—Ｉ三尹控制器代理。．－．信息快速交换通道一大规模风电场信息慢速交换通道图２基于多代理系统和第三类控制的在线协调控制框架—Ｆｉｇ．２Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｏｎｌｉｎｅｃｏｎｔｒｏｌｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｒｄ—ｃａｔｅｇｏｒｙｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｍｕｌｔｉａｇｅｎｔｓｙｓｔｅｍ各个本地控制代理都作为执行者，在稳态时通过信息慢速交换通道向信息中心上传本地控制信息，接收信息中心的下传信息：在暂态时，基于信息快速通道，各个代理通过信息转发和群发，制定协调策略。以图２为例，在稳态时，信息中心通过信息计算将对系统起较大支撑作用的本地控制代理Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ作为防线内的协调代理。在暂态时，假设代理Ａ感受到了防线系统即将失稳，立即根据稳态协调协议通过信息快速交换信道向防线内代理Ｂ、Ｃ、Ｄ群发求助信息；代理Ｂ接受到Ａ求助信息后，向其他各个被求助代理ｃ、Ｄ转发求助信息和自身状态信息，同理代理Ｃ、Ｄ也向代理Ｂ转发信息：代理Ｂ接收到被求助代理Ｃ、Ｄ的转发信息后，结合代理Ａ求助信息，通过信息融合，制定协调控制策略。。这种以多代理系统和第三类控制为支撑的在线协调控制框架有别于普通的集中协调控制，因为它参与控制的本地控制器不是固定的，是由信息中心根据稳态场景协调策略指定的；同时在暂态时刻，只通过各个代理之间的交互信息进行直接协调而不需要通过信息控制中心下发命令间接协调，这样不仅节省了通讯时间，也减低了通讯出错的概率。２．２协调量化指标系统在处于超紧急状态时，各个被求助代理在接收到求助代理的求助信息和其他被求助代理的状态信息后，必须有效、迅速地制定协调策略。协调指标必须考虑求助代理自身电压水平，求助代理自身稳定水平，被求助代理对求助代理的控制性能，被求助代理自身电压调节性能等，本文基于上述因素，协调指标如式（１）定义：‘Ｅｉｎｇｆ＝ｋｌ・ｋ２・ｋ３・ｋ４ｆ（１）Ｅｉｎｇ为第ｉ个被求助代理的协调指标。ｋｌ＝ＡＶ／ｌＩ（２）ｌＩ式中：ＡＶ为求助代理电压偏差；ＩＩ为电压幅值。因此尼１考虑了求助代理电压水平因素，ｌ越大，代表电压偏差越大，需要的协调帮助也越大。ｋ２＝１／１＋＋（３）如果求助代理为电动机负荷，转差是稳定性的重要因素，如果Ｓ不断地趋向于临界转差Ｓ则稳定性水平越差，同样趋向临界转差的速度越快，稳定性水平越差，定义Ａｓ＝Ｓ一Ｓ，为的变化速率，因此尼２考虑了求助代理电压稳定水平的因素，尼２越大，代表转差越接近临界转差，电压稳定水平越低，需要的电压协调帮助越大。ｋ３＝／＞。（４）。・●．－－。』ｊ＝ｌ式中：为第个被求助代理对求助代理的电压控制性能，基于被求助代理无功电压对求助代理电压的灵敏度指标求取；ｎ为被求助代理个数。因此船考虑了被求助代理的控制性能因素，船越大，被求助代理的控制性能越好，给予的协调帮助也越大。∑ｋ４＝ＡＥｆｄｆ／（５）ｊ＝ｌ式中：为第个被求助代理的调节备用，定义陈中，等有大规模风电场接入的电力系统在线紧急协调电压稳定控制为：＝一，为代理调节能力极值（Ａ、为励磁极值，ＳＴＡＴＣＯＭ为功率极值）；ＥⅥ为运行点值（Ａ为励磁值，ＳＴＡＴＣＯＭ为功率值）。因此考虑了被求助代理自身电压调节备用，越大，运行点离极值越大，备用越大，给予的协调帮助越大。因此，协调指标Ｅｉｎｇ综合考虑了求助代理的运行状况和被求助代理的控制性能，能较好地实现协调控制。３算例本文通过图３所示系统验证紧急协调控制机制的有效性和可行性。两区四机系统通过联络线Ｌ与外接系统相连，并且在Ｎ５弱连接了风电场（ｗＦ）和补偿装置（ＳＴＡＴＣＯＭ）。两区四机系统加上风电场组成了协调防线区域。算例１：１．０Ｓ时联络线Ｌ断线，如果风电场风速如图４所示波动很小，通过各个控制器的自身电压调整，整个区域电压稳定，电压曲线如图５所示。算例２：１．０Ｓ时线路Ｌ断线，如果风电场风速如图４所示，突然增大了３０％，通过各个控制器的自身调整，和补偿装置的动态补偿，已经不能消除风电场对整个区域的影响，整个区域电压失去稳定，电压曲线如图６所示。算例３：基于算例２，通过本文提出的协调机制以保持电压稳定，协调周期为２００ｍｓ。在稳态时，信息管理中心决定防线区域内的协调控制代理包括：ＡＶＲ１本地代理、ＡＶＲ２本地代理、ＡＶＲ３本地代理、ＡＶＲ４本地代理、ＳＴＡＴＣＯＭ本地代理、Ｌ７本地代理、Ｌ９本地代理。图３算例系统网络框图和信息交换框架Ｆｉｇ．３Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆｐｏｗｅｒｎｅｔａｎｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｏｆｅｘａｍｐｌｅｓｙｓｔｅｍｓ图４算例１中风电场风速变化图Ｆｉｇ．４Ｐｏｗｅｒｃｈａｎｇｅｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｓｙｓｔｅｍｉｎｃａｓｅ１∥０图５算例１中电压曲线Ｆｉｇ．５Ｖｏｌｔａｇｅｃｕｒｖｅｉｎｃａｓｅ１ｆ／ｓ图６算例２中电压曲线Ｆｉｇ．６Ｖｏｌｔａｇｅｃｕｒｖｅｉｎｃａｓｅ２暂态时，各个相关代理通过协调控制，保持系统稳定，具体过程如下。第一步：负荷代理Ｌ７在９Ｓ判断出电压即将失稳（关于失稳判据，将另文介绍），按照稳态代理范围立即向防线内各个代理群发信息，要求ＡＶＲ１、ＡＶＲ２、ＡＶＲ３、ＡＶＲ４、ＳＴＡＴｃ０Ｍ控制代理给予协调帮助。信息格式为：［发送代理ＩＤ求助信息包目标代理ＩＤ１求助信息包内容包括求助信息，自身电压偏差信息ｋｌ，自身电压稳定信息ｋ２。以ＡＶＲ３代理信息为仞Ｉ：．１２．电力系统保护与控制【Ｌ７ＩＤ，｛１，１，１，１，１１，尼１，ｋ２，ＡＶＲ３ＩＤ１其中求助信息｛１，１，ｉ，１，Ｉ｝表示分别对应ＡＶＲ１、、ＡＶＲ３、ＡＶＲ４、ＳＴＡＴＣＯＭ代理的求助信息，其中０：没有求助；１：求助。第二步：各个被求助代理收到群发信息后，向其他被求助代理转发信息包，信息格式为：［发送代理ＩＤ转发信息包目标代理ＩＤ】转发信息包内容为求助信息、自身控制性能Ｐ、自身调节各用信息，以ＡＶＲ２代理向ＡＶＲ３代理转发信息为例，具体内容为：【ＡＶＲ２ＩＤ，１，Ｐ，，ＡＶＲ３ＩＤ】第三步：各个代理接收到信息转发的其他被求助代理信息，并且和求助代理信息相融合，计算控制策略Ｅｉｎｇ，给予协调帮助。以ＡＶＲ３为例，通过接收到的其他代理状态信息Ｐ和４，计算３，４，结合第二步接受到的求助代理信息１、Ｊｉ｝２，综合计算Ｅｉｎｇ。第四步：被求助代理向求助代理反馈信息，信息格式为：【发送代理ＩＤ反馈信息目标代理ＩＤ】以ＡＶＲ３代理信息为例：『ＡＶＲ３代理ＩＤ，１，Ｌ７代理ＩＤ１其中反馈信息表示分别对应代理的是否给予帮助，其中０：没有给予帮助；１：给予帮助。电压求助代理得到反馈信息后，并且和自身电压信息相综合，以决定是否需要再次求助，如果需要，再次发送求助信息，以求帮助。以此类推，直至电压恢复到一定水平。由于Ｌ７是电压稳定性最差的负荷，各代理基于协调机制，给予Ｌ７负荷帮助，系统整体电压保持稳定，有效地应对了风电场功率变化对系统稳定性的影响。具体电压曲线如图７所示。１・１ｌｏ．９０・８０．７０．６ｆ／ｓ图７算例３中电压曲线Ｆｉｇ．７ＶｏｌｔａｇｅＣＵｌＷｅｉｎｃａｓｅ３电压求助时，ＡＶＲ１、ＡＶＲ２已没有电压调节能力协调指标Ｅｉｎｇ＝Ｏ而ＡＶＲ３、删、ＳＴＡＴＣＯＭ具有调节能力，在９Ｓ时基于在线协调，不断调整协调指标，给予最快、最优的电压支撑，在１５ｓ时，负荷电压水平已经稳定，协调指标也趋于平稳，各个代理的电压调节能力也趋于稳定。具体过程如图８所示。图８被求助代理协调指标Ｆｉｇ．８Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｏｆｅａｃｈｈｅｌｐｅｄａｇｅｎｔ４结论本文详细研究大规模风电场接入输电系统后对电力系统电压稳定性的影响。电压稳定是负荷稳定问题，区域性强，但在本地控制不能满足要求的场景下，需要邻近区域的及时的补充，进行电压和无功支撑，以避免发生电压崩溃事故。论文通过在线协调控制机制对区域内部和邻近区域的有效协调控制，提高系统电压稳定性。仿真结果表明，在风电场功率变化较大时，通过本文提出的在线协调紧急控制能够明显提高系统的稳定性。参考文献—［１３ＺＨＯＵＦｅｎｇｑｕａｎ，ＪｏｏｓＧ，ＡｂｂｅｙＣ．Ｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｗｅａｋｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｗｉｎｄｆａｒｍｓ［Ｃ】．／／ＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ—ＳｏｃｉｅｔｙＧｅｎｅｒａｌＭｅｅｔｉｎｇ．２００５：６１０６１５．［２］ＷｉｉｋＪ，Ｇｊｅｆｄｅ０，ＧｊｅｎｇｅｄａｌＴ．Ｉｍｐａｃｔｓｆｒｏｍｌａｒｇｅｓｃａｌｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｗｉｎｄｅｎｅｒｇｙｆａｒｍｓｉｎｔｏｗｅａｋｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓ［Ｃ］．／／ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＰｏｗｅｒＣｏｎ２０００Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ—ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．２０００：４９５４．［３］ＷａｔｓｏｎＳＪ，ＬａｎｄｂｅｒｇＬ，ＨａｌｌｉｄａｙＪＡ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｗｉｎｄｓｐｅｅｄｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｔｏｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｗｉｎｄｅｎｅｒｇｙｉｎｔｏａｌａｒｇｅｓｃａｌｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＩＥＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｎＧｅｎｅｒ，Ｔｒａｎｓｍ，ａｎｄＤｉｓｔｒｉｂ，１９９４：３５７－３６２．［４］ＷａｔｓｏｎＲ．Ｌａｒｇｅｓｃａｌｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｗｉｎｄｐｏｗｅｒｉｎａｌｌｉｓｌａｎｄｕｔｉｌｉｔｙ－ａｎａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｈｅｌｉｋｅｌｙｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｗｉｎｄｐｏｗｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎＩｒｅｌａｎｄ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＰｏｗｅｒＴｅｃｈ，２００１ＩＥＥＥＰｏｒｔｏ．２００１：６一ｌ１．（下转第１８页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄＯｉｌｐａｇｅ１８）６４２８６４２０¨¨¨ｎ．１８．电力系统保护与控制ＬＩＵＭｉｎｇ－ｂｏ，ＹＡＮＧＹｏｎｇ．Ｏｐｔｉｍａｌｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｐｌａｎｎｉｎｇｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉ够ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００５．２９（５）：２１－２５．［１１］ｄｅｓｏｕｚａＡＣＺ，ＨｏｎｏｒｉｏＬＭ，ＴｏｒｒｅｓＧＬ．Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｌｏａｄａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｔｈｒｏｕｇｈｏｐｔｉｍａｌ－－ｌｏｃａｌ・・ｃｏｎｔｒｏｌａｃｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００４．１９（１）：１８８－１９４．—［１２］ＨｅＴａｙｌｏｒＧＡ，ＳｏｎｇＹＨ．Ｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍａｌｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｏｗｉｎｃｌｕｄｉｎｇｖｏｌｔａｇｅｓｅｃｕｒｉｔｙａｎｄｄｅｍａｎｄｐｒｏｆｉｌｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＰｏｗｅｒ＆ＥｎｅｒｇｙＳｙｓｔｅｍｓ，２００８，３０（５）：—３２７３３６．［１３］刘明波，曲绍杰，马冠雄．含静态电压稳定裕度约束的无功优化【Ｊ］．华南理工大学学报，２００９，３７（２）：１０７一ｌｌ２．ＬＩＵＭｉｎｇ－ｂｏ，ＱＵＳｈａｏ￣ｉｅ，ＭＡＧｕａｎ－ｘｉｏｎｇ．Ｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｗｉｔｈｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｏｆｓｔａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｍａｒｇｉｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９．３７（２）：１０７－１１２．［１４］ＫｅｓｓｅｌＧｌａｖｉｔｓｃｈＨ．Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆａｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，１９８６，ＰＷＲＤ１（３）：３４６．３５４．［１５］ＴｉｒａｎｕｃｈｉｔＡ，ＴｈｏｍａｓＲＪ．Ａｐｏｓｔｕｒｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙａｇａｉｎｓｔｖｏｌｔａｇｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｉｅｓｉｎｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ—ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，１９８８，３（１）：８７９３．［１６］李华强，刘亚梅，ＹｏｒｉｎｏＮ．鞍结分岔与极限诱导分岔的电压稳定性评估［Ｊ］．中国电机工程学报，２００５，２５［１７］［１８］［１９］（２４）：５６－６０．ＬＩＨｕａ－ｑｉａｎｇ，ＬＩＵＹａ－ｍｅｉ，ＹＯＲＩＮＯＮ．Ｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｆｏｒｓａｄｄｉｅｎｏｄｅｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎａｎｄｌｉｍｉｔｉｎｄｕｃｅｄｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２００５，２５（２４）：５６．６０．ＷｅｉＨ，ＳａｓａｋｉＨ，ＫｕｎｂｋａｗａＪｅｔａ１．Ａｎｉｎｔｅｒｉｏｒｐ０．ｍｔｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｆｏｒｏｐｔｉｍａｌｐｏｗｅｒｆｌｏｗｐｒｏｂｌｅｍｓｗｉｔｈａｎｏｖｅｌｄａｔａｓｔｒｎｃｔｕｒｅ［Ｊ】．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，１９９８，１３（３）：８７０－８７７．ＤｅｂＫ，ＭｏｈａｎＭ，Ｍｉｓｈｒａ．Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇｔｈｅ６－ｄｏｍｉｎａｔｉｏｎ—ｂａｓｅｄｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｉｖｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒａｑｕｉｃｋｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｏｆｐａｒｅｔｏ－ｏｐｔｉｍａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＥｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙＣｏｍｐｕｔ—ａｔｉｏｎ．２００５。１３（４）：５０１５２５．刘劲松，刘福田，刘俊．地震层析成像ＬＳＱＲ算法的并行化【Ｊ】．地球物理学报，２００６，４９（２）：５４０．５４５．ＬＩＵＪｉｎ－ｓｏｎｇ．ＬＩＵＦｕ－ｔｉａｎ，ＬＩＵＪｕｎ．ＰａｒａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＬＳＱＲａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｕｓｅｄｉｎｓｅｉｓｍｉｃｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ【Ｊ】．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，２００６。４９（２）：５４０．５４５．收稿日期：２００９－０９－１６；修回日期：２００９－１１－２６作者简介：张安安（１９７７一），男，博士研究生，工程师，主要研究方向为电压稳定与控制；Ｅ．ｍａｉｌ：ａｎａｎｚｈａｎｇ＠ｙａｈｏｏ．ｃｎ—杨洪耕（１９４９９男，教授，博士生导师，主要研究方向为电能质量、电压稳定与控制；—贺星棋（１９７８９男，博士研究生，工程师，研究方向为电力系统稳定及运行。（上接第１２页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄｆｒｏｍｐａｇｅ１２）［５］ＰａｌｓｓｏｎＭＰ，ＴｏｆｔｅｖａａｇＴ，ＵｈｌｅｎＫ，ｅｔａ１．Ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｗｉｎｄｐｏｗｅｒｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎａｎｄｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｌｉｍｉｔｓｉｎｒｅｇｉｏｎａｌｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］．／／ＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｃｉｅｔｙ—ＳｕｍｍｅｒＭｅｅｔｉｎｇ．２００２：７６２７６９．［６］吴俊玲，吴畏，周双喜．超导储能改善并网风电场稳定性的研究［Ｊ】．电工电能新技术，２００４，２３（３）：５９－６３．、ＵＪｕｎ．１ｉｎｇ，、ＵＷｅｉ，ＺＨＯＵＳｈｕａｎｇ－ｘｉ．ＳｔｕｄｙｏｎＳＭＥＳｕｎｉｔｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｃｏｎｎｅｃｔｅｄｗｉｔｈｗｉｎｄｆａｒｍｓ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｅｒｇｙ，２００４，２３（３）：５９－６３．［７］ＺｈｏｕＦ，ＪｏｏｓＧ，ＡｂｂｅｙＣ，ｅｔａ１．ＵｓｅｏｆｌａｒｇｅｃａｐａｃｉｔｙＳＭＥＳｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉ妙ｏｆｗｉｎｄｆａｒｍｓ［Ｃ］．／／ＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｃｉｅｔｙＧｅｎｅｒａｌＭｅｅｔｉｎｇ．２００４：２０２５－２０３０．“—”［８］ＷＡＮＧＨａｌ・ｆｅｎｇ．ＴｈｅＴｈｉｒｄＣａｔｅｇｏｒｙｍｅｔｈｏｄａｎｄｍｕｌｔｉ－ａｇｅｎｔｓｙｓｔｅｍｔｈｅｏｒｙｉｎｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｃ］．／ｆｌＥＥＥＧｅｎｅｒａｌＭｅｅｔｉｎｇ．ＳａｎＦｒａｎｃｉｓｃｏｆＵＳＡ）：２００５．［９］陈中，杜文娟，王海风，等．电压稳定后紧急控制多代理系统框架［Ｊ］．电力系统自动化，２００６，３０（１２）：３３．３７．ＣＨＥＮＺｈｏｎｇ，ＤＵＷｅｎ－ｊｕａｎ，ＷＡＮＧＨａｌ－ｆａｎｇ，ｅｔａ１．Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆｍｕｌｔｉ－ａｇｅｎｔｓｙｓｔｅｍｉｎｐｏｓｔ－ｅｍｅｒｇｅｎｃｙｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ［Ｊ】．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００６，３０（１２）：３３－３７．收稿日期：２００９－１０－０９；—修回日期：２００９１卜１２作者简介：陈中（１９７５一），男，博士，主要研究方向为电力系统稳定运行与控制，ＦＡＣＴＳ的应用研究；Ｅ－ｍａｌｈｃｈｅｎｚｈｏｎｇ＿ｓｅｔ￣１６３．ｃｏｍ高山（１９７４一），男，副教授，主要研究方向为电力系统稳定运行与控制，ＦＡＣＴＳ的应用研究；—王海风（１９６０９男，教授，博士生导师，研究方向为电力系统分析和控制