本發(fā)明涉及含風(fēng)電的電力系統(tǒng)頻率特性分析與計算技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種含風(fēng)電有功-頻率耦合作用的電力系統(tǒng)頻率特性計算方法。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)的電網(wǎng)頻率特性研究中，通過建立包含水電機(jī)組、火電機(jī)組的原動機(jī)-調(diào)速器模型，同時考慮常規(guī)機(jī)組的慣性響應(yīng)作用和負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)來建立頻率響應(yīng)評估模型，通過設(shè)置預(yù)想頻率事故來計算、分析電網(wǎng)頻率響應(yīng)特性，但并未考慮風(fēng)電對系統(tǒng)頻率響應(yīng)的貢獻(xiàn)，在當(dāng)前含風(fēng)電的電力系統(tǒng)中，該模型將不再適應(yīng)。隨著風(fēng)電滲透率持續(xù)增加，為保障電網(wǎng)頻率安全穩(wěn)定，風(fēng)電虛擬慣性控制技術(shù)和一次調(diào)頻輔助控制技術(shù)成為研究熱點，并在學(xué)術(shù)界、風(fēng)機(jī)制造廠商和電網(wǎng)實際運行中逐步推廣應(yīng)用。與同步發(fā)電機(jī)組一樣，需要通過建立風(fēng)電場的有功-頻率響應(yīng)模型來定量表征風(fēng)電虛擬慣性響應(yīng)作用和一次調(diào)頻響應(yīng)作用，并納入到傳統(tǒng)頻率響應(yīng)評估模型中進(jìn)行更新，才能真實、客觀地反映含風(fēng)電有功-頻率響應(yīng)作用的電網(wǎng)頻率特性。因此，含風(fēng)電有功-頻率耦合作用(包括了虛擬慣性控制技術(shù)和一次調(diào)頻輔助控制技術(shù))的電力系統(tǒng)頻率特性分析與計算問題成為電網(wǎng)發(fā)展新形勢下的新研究問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

以大規(guī)模風(fēng)電接入電力系統(tǒng)為對象，考慮風(fēng)電虛擬慣性響應(yīng)和一次調(diào)頻響應(yīng)共同作用時，本發(fā)明提供了一種含風(fēng)電有功-頻率耦合作用的電力系統(tǒng)頻率特性計算方法，可以客觀真實地評估功率缺額下含風(fēng)電電力系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性，尤其對于風(fēng)電滲透率越高的系統(tǒng)具有重要意義。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種含風(fēng)電有功-頻率耦合作用的電力系統(tǒng)頻率特性計算方法，包括以下步驟：

步驟1：計算求解風(fēng)電場聚合慣性時間常數(shù)H_eqWF；首先需求計算單臺風(fēng)機(jī)等效虛擬慣性時間常數(shù)H_equ為，由發(fā)明專利(專利號：2015102015896)可知：

上式中J_equ，ω_s0，△ω_s分別為風(fēng)機(jī)虛擬轉(zhuǎn)動慣量，系統(tǒng)初始同步角速度和系統(tǒng)同步角速度增量，ω_nom為風(fēng)機(jī)額定角速度，P，S_N，J_DFIG，ω_r0，△ω_r分別為風(fēng)機(jī)機(jī)械功率，額定容量，固有轉(zhuǎn)動慣量，初始轉(zhuǎn)子角速度和轉(zhuǎn)子角速度增量，H_DFIG為風(fēng)機(jī)固有慣性時間常數(shù)。

根據(jù)加權(quán)動態(tài)等值參數(shù)聚合方法，風(fēng)電場聚合慣性時間常數(shù)H_eqWF等于風(fēng)電場儲存總動能與總?cè)萘勘戎禐椋?/p>

根據(jù)上式，可得系統(tǒng)中含虛擬慣性控制的第i個風(fēng)電場等效慣性時間常數(shù)為：

上式中，s為拉普拉斯頻域算子，為第i個風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)速，ω_roj為第j臺風(fēng)機(jī)的初始轉(zhuǎn)子角速度，ω_nomi為第i個風(fēng)電場中風(fēng)機(jī)額定角速度，K_dfi為轉(zhuǎn)速控制增益系數(shù)，H_DFIGi為第i個風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)機(jī)固有慣性時間常數(shù)，ω_roi為第i個風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)機(jī)的初始轉(zhuǎn)子角速度，K_pTi，K_iTi分別為速度控制器比例系數(shù)和積分系數(shù)，T_fi為濾波時間常數(shù)。

步驟2：根據(jù)H_eqWF，計算不同風(fēng)電滲透率下的系統(tǒng)等效慣性時間常數(shù)H_∑為：

上式中，α_pi為第i個風(fēng)電場的風(fēng)電滲透率，H_eqWFi，S_eqWFi，S_WFi，H_CONi，S_CONi分別為含虛擬慣性控制的風(fēng)電場等效慣性時間常數(shù)、額定容量，不含虛擬慣性控制的風(fēng)電場慣性時間常數(shù)，常規(guī)電廠慣性時間常數(shù)額定容量、額定容量，H₀為不考慮風(fēng)電虛擬慣性響應(yīng)時系統(tǒng)等效慣性時間常數(shù)，ΔH為考慮風(fēng)電虛擬慣性響應(yīng)時系統(tǒng)等效慣性時間常數(shù)增量。風(fēng)電虛擬慣性響應(yīng)時系統(tǒng)等效慣性時間常數(shù)增量ΔH(s)為：

上式中，ΔH_i(s)為含虛擬慣性響應(yīng)的第i個風(fēng)電場產(chǎn)生的系統(tǒng)等效慣量增量，公式中其余物理量如前述所示。

步驟3：計算求解風(fēng)電場一次調(diào)頻響應(yīng)等值聚合模型的傳遞函數(shù)h_1mWF(s)：基于轉(zhuǎn)速控制的一次調(diào)頻輔助控制策略，從發(fā)明專利(CN106227949A)可知，單臺風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻響應(yīng)模型的傳遞函數(shù)h_1mwt(s)為：

上式中n₀，m₀，m₁，m₂，m₃為傳遞函數(shù)系數(shù)。

根據(jù)加權(quán)動態(tài)等值參數(shù)聚合方法，風(fēng)電場一次調(diào)頻響應(yīng)等值聚合模型的傳遞函數(shù)h_1mWF(s)為：

上式中，n_0G，m_0G，m_1G，m_2G，m_3G為傳遞函數(shù)h_1mWF(s)的各階等值系數(shù)。

步驟4：根據(jù)單臺汽輪機(jī)-調(diào)速器模型傳遞函數(shù)h_mT(s)和水輪機(jī)-調(diào)速器的傳遞函數(shù)h_mH(s)，采用加權(quán)動態(tài)等值參數(shù)聚合方法，分別計算得到它們的等值聚合模型h_mTΣ(s)和h_mHΣ(s)為：

上式中，R_TG，R_HG，T_RHG，F(xiàn)_HPG，T_wG分別為汽輪機(jī)調(diào)差系數(shù)，水輪機(jī)調(diào)差系數(shù)，再熱器時間常數(shù)，高壓渦輪級功率占比，水錘效應(yīng)系數(shù)的等值聚合參數(shù)。

步驟5：根據(jù)建立圖2改進(jìn)型SFR頻率響應(yīng)模型，當(dāng)采用轉(zhuǎn)速一次調(diào)頻輔助控制策略時，根據(jù)步驟1和步驟2，可計算前向開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)：

上式中，D為負(fù)荷阻尼系數(shù)，公式中其余物理量如前述所示。

根據(jù)步驟3和步驟4，即可計算反饋傳遞函數(shù)h₁(s)為：

對應(yīng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

上式中，b_1m，b_1m-1，，，b₁₀，a_1n，a_1n-1，，，a₁₀分別為閉環(huán)傳遞函數(shù)各次項系數(shù)。

步驟6：以負(fù)荷功率缺額ΔP_L(s)為模型輸入，系統(tǒng)頻率偏差Δω_s(s)為模型輸出，對頻率響應(yīng)模型進(jìn)行化簡，利用部分分式展開法求解系統(tǒng)頻率偏差的時域解Δω_s(t)為：

上式中，r為部分分式展開的余數(shù)數(shù)組，p為部分分式展開的極點數(shù)組，k為常數(shù)項；n₁是實數(shù)根個數(shù)，n₂是共軛復(fù)數(shù)根的對數(shù)，ζ_l是共軛復(fù)數(shù)根反映的二階系統(tǒng)阻尼系數(shù)，ω_nl是共軛復(fù)數(shù)根反映的二階系統(tǒng)振蕩角頻率，A₀是Δω_s(s)在s＝0處的留數(shù)，A_j是Δω_s(s)在實數(shù)極點s＝-p_j處的留數(shù)，B_l和C_l分別為Δω_s(s)在共軛復(fù)數(shù)極點處s＝-(B_l±jC_l)留數(shù)的實部和虛部，，由此可得到頻率偏差的時域解為：

上式中，公式中其余物理量如前述所示。

本發(fā)明一種含風(fēng)電有功-頻率耦合作用的電力系統(tǒng)頻率特性計算方法，優(yōu)點在于：對含大規(guī)模風(fēng)電接入的電力系統(tǒng)，提出采用風(fēng)電場等效慣性時間常數(shù)表征虛擬慣性響應(yīng)作用，建立風(fēng)電場一次調(diào)頻輔助控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型來描述一次調(diào)頻響應(yīng)作用，并將二者納入、融合到傳統(tǒng)頻率響應(yīng)評估模型中，從而可以客觀真實地評估功率缺額下含風(fēng)電電力系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性，這尤其對于風(fēng)電滲透率越高的系統(tǒng)具有重要意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的流程圖。

圖2為本發(fā)明實施例的改進(jìn)型SFR頻率響應(yīng)模型。

圖3為本發(fā)明實施例的采用風(fēng)電轉(zhuǎn)速控制一次調(diào)頻響應(yīng)傳遞函數(shù)框圖。

圖4為本發(fā)明實施例的仿真系統(tǒng)圖。

圖5為突增負(fù)荷時風(fēng)電滲透率為10％下系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線圖。

圖6為突增負(fù)荷時風(fēng)電滲透率為15％下系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線圖。

圖7為突增負(fù)荷時風(fēng)電滲透率為20％下系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線圖。

圖8為突增負(fù)荷時風(fēng)電滲透率為25％下系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線圖。

圖9為突增負(fù)荷時風(fēng)電滲透率為30％下系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線圖。

圖10為突減負(fù)荷時風(fēng)電滲透率為10％下系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線圖。

圖11為突減負(fù)荷時風(fēng)電滲透率為15％下系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線圖。

圖12為突減負(fù)荷時風(fēng)電滲透率為20％下系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線圖。

圖13為突減負(fù)荷時風(fēng)電滲透率為25％下系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線圖。

圖14為突減負(fù)荷時風(fēng)電滲透率為30％下系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線圖。

具體實施方式

為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明中基于轉(zhuǎn)速控制的風(fēng)電一次調(diào)頻響應(yīng)傳遞函數(shù)框圖3所示，各部分控制模型均由該圖給出。

一種含風(fēng)電有功-頻率耦合作用的電力系統(tǒng)頻率特性計算方法，包括以下步驟：

步驟1：計算求解風(fēng)電場聚合慣性時間常數(shù)H_eqWF；首先需求計算單臺風(fēng)機(jī)等效虛擬慣性時間常數(shù)H_equ為，由發(fā)明專利(專利號：2015102015896)可知：

上式中J_equ，ω_s0，△ω_s分別為風(fēng)機(jī)虛擬轉(zhuǎn)動慣量，系統(tǒng)初始同步角速度和系統(tǒng)同步角速度增量，ω_nom為風(fēng)機(jī)額定角速度，P，S_N，J_DFIG，ω_r0，△ω_r分別為風(fēng)機(jī)機(jī)械功率，額定容量，固有轉(zhuǎn)動慣量，初始轉(zhuǎn)子角速度和轉(zhuǎn)子角速度增量，H_DFIG為固有慣性時間常數(shù)。

根據(jù)加權(quán)動態(tài)等值參數(shù)聚合方法風(fēng)電場聚合慣性時間常數(shù)H_eqWF等于風(fēng)電場儲存總動能與總?cè)萘勘戎禐椋?/p>

根據(jù)上式，可得系統(tǒng)中含虛擬慣性控制的第i個風(fēng)電場等效慣性時間常數(shù)為：

上式中，s為拉普拉斯頻域算子，為第i個風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)速，ω_roj為第j臺風(fēng)機(jī)的初始轉(zhuǎn)子角速度，ω_nomi為第i個風(fēng)電場中風(fēng)機(jī)額定角速度，K_dfi為轉(zhuǎn)速控制增益系數(shù)，H_DFIGi為第i個風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)機(jī)固有慣性時間常數(shù)，ω_roi為第i個風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)機(jī)的初始轉(zhuǎn)子角速度，K_pTi，K_iTi分別為速度控制器比例系數(shù)和積分系數(shù)，T_fi為濾波時間常數(shù)。

步驟2：根據(jù)H_eqWF，計算不同風(fēng)電滲透率下的系統(tǒng)等效慣性時間常數(shù)H_∑為：

上式中，α_pi為第i個風(fēng)電場的風(fēng)電滲透率，H_eqWFi，S_eqWFi，S_WFi，H_CONi，S_CONi分別為含虛擬慣性控制的風(fēng)電場等效慣性時間常數(shù)、額定容量，不含虛擬慣性控制的風(fēng)電場慣性時間常數(shù)，常規(guī)電廠慣性時間常數(shù)額定容量、額定容量，H₀為不考慮風(fēng)電虛擬慣性響應(yīng)時系統(tǒng)等效慣性時間常數(shù)，ΔH為考慮風(fēng)電虛擬慣性響應(yīng)時系統(tǒng)等效慣性時間常數(shù)增量。風(fēng)電虛擬慣性響應(yīng)時系統(tǒng)等效慣性時間常數(shù)增量ΔH(s)為：

上式中，α_pi為第i個風(fēng)電場的風(fēng)電滲透率，H₀為不考慮風(fēng)電虛擬慣性響應(yīng)時系統(tǒng)等效慣性時間常數(shù)，ΔH為考慮風(fēng)電虛擬慣性響應(yīng)時系統(tǒng)等效慣性時間常數(shù)增量。

步驟3：計算求解風(fēng)電場一次調(diào)頻響應(yīng)等值聚合模型的傳遞函數(shù)h_mWF(s)：基于轉(zhuǎn)速控制的一次調(diào)頻輔助控制策略，從發(fā)明專利(CN106227949 A)可知，單臺風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻響應(yīng)模型的傳遞函數(shù)h_1mwt(s)為：

上式中n₀，m₀，m₁，m₂，m₃為傳遞函數(shù)系數(shù)。

根據(jù)加權(quán)動態(tài)等值參數(shù)聚合方法，風(fēng)電場一次調(diào)頻響應(yīng)等值聚合模型的傳遞函數(shù)h_1mWF(s)為：

上式中，n_0G，m_0G，m_1G，m_2G，m_3G為傳遞函數(shù)h_1mWF(s)的各階等值系數(shù)。

步驟4：根據(jù)單臺汽輪機(jī)-調(diào)速器模型傳遞函數(shù)h_mT(s)和水輪機(jī)-調(diào)速器的傳遞函數(shù)h_mH(s)，采用加權(quán)動態(tài)等值參數(shù)聚合方法，分別計算得到它們的等值聚合模型h_mTΣ(s)和h_mHΣ(s)為：

上式中，R_TG，R_HG，T_RHG，F(xiàn)_HPG，T_wG分別為汽輪機(jī)調(diào)差系數(shù)，水輪機(jī)調(diào)差系數(shù)，再熱器時間常數(shù)，高壓渦輪級功率占比，水錘效應(yīng)系數(shù)的等值聚合參數(shù)。

步驟5：根據(jù)建立圖2改進(jìn)型SFR頻率響應(yīng)模型，當(dāng)采用轉(zhuǎn)速一次調(diào)頻輔助控制策略時，根據(jù)步驟1和步驟2，可計算前向開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)：

上式中，D為負(fù)荷阻尼系數(shù)，公式中其余物理量如前述所示。

根據(jù)步驟3和步驟4，即可計算反饋傳遞函數(shù)h₁(s)為：

對應(yīng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

上式中，b_1m，b_1m-1，，，b₁₀，a_1n，a_1n-1，，，a₁₀分別為閉環(huán)傳遞函數(shù)各次項系數(shù)。

步驟6：以負(fù)荷功率缺額ΔP_L(s)為模型輸入，系統(tǒng)頻率偏差Δω_s(s)為模型輸出，對頻率響應(yīng)模型進(jìn)行化簡，利用部分分式展開法求解系統(tǒng)頻率偏差的時域解Δω_s(t)為：

上式中，r為部分分式展開的余數(shù)數(shù)組，p為部分分式展開的極點數(shù)組，k為常數(shù)項；n₁是實數(shù)根個數(shù)，n₂是共軛復(fù)數(shù)根的對數(shù)，ζ_l是共軛復(fù)數(shù)根反映的二階系統(tǒng)阻尼系數(shù)，ω_nl是共軛復(fù)數(shù)根反映的二階系統(tǒng)振蕩角頻率，A₀是Δω_s(s)在s＝0處的留數(shù)，A_j是Δω_s(s)在實數(shù)極點s＝-p_j處的留數(shù)，B_l和C_l分別為Δω_s(s)在共軛復(fù)數(shù)極點處s＝-(B_l±jC_l)留數(shù)的實部和虛部，，由此可得到頻率偏差的時域解為：

步驟7：上述建立的一種含風(fēng)電有功-頻率耦合作用的電力系統(tǒng)頻率特性計算方法，通過仿真算例驗證其精確性。

在Matlab/simulink環(huán)境下，建立了圖4的仿真系統(tǒng)，系統(tǒng)中兩個區(qū)域通過兩條聯(lián)絡(luò)線聯(lián)接，區(qū)域1包含一臺水電機(jī)組G2和一個風(fēng)電場，區(qū)域2包含兩臺火電機(jī)組G3和G4，負(fù)荷L1，L2，C1，C2分別在兩個區(qū)域接口母線處接入，負(fù)荷L3作為擾動負(fù)荷，通過L3接入和切除來模擬該仿真系統(tǒng)功率缺額的頻率事故。對圖4中風(fēng)電場的風(fēng)電機(jī)組分別施加虛擬慣性控制策略和轉(zhuǎn)速一次調(diào)頻輔助控制策略，驗證步驟6中系統(tǒng)頻率偏差解析模型計算結(jié)果的精確性，證明采用圖2的改進(jìn)SFR解析模型能客觀描述含風(fēng)電有功/頻率控制的電力系統(tǒng)頻率特性。具體通過比較無風(fēng)電有功/頻率控制的非線性全狀態(tài)仿真模型(后稱模型1)、計及風(fēng)電有功頻率控制的非線性全狀態(tài)仿真模型(后稱模型2)和改進(jìn)SFR模型(后稱模型3)來進(jìn)行驗證和說明。模型1不考慮風(fēng)電慣性響應(yīng)及一次調(diào)頻作用，僅考慮同步發(fā)電機(jī)簡化模型；模型2計及同步發(fā)電機(jī)慣性響應(yīng)、一次調(diào)頻完整的非線性模型，包括原動機(jī)動態(tài)過程和調(diào)速器動態(tài)過程，計及風(fēng)電虛擬慣性響應(yīng)、一次調(diào)頻非線性模型；模型3則采用圖2和圖3中的解析模型。

其中仿真參數(shù)如下：

雙饋風(fēng)機(jī)參數(shù)：額定電壓V_n＝575V，額定功率P_n＝1.5MW，定子電阻R_s＝0.023pu，定子電感L_s＝0.18pu，轉(zhuǎn)子電阻R_r＝0.016pu，轉(zhuǎn)子電感L_r＝0.16pu，勵磁電感L_m＝2.9pu，固有慣性時間常數(shù)H_DFIG＝5.29s，速度控制器積分系數(shù)K_i＝0.6。額定角速度ω_nom＝157.08rad/s，額定風(fēng)速V_wN＝11.7m/s，變流器時間常數(shù)τ＝0.02s。

發(fā)電機(jī)參數(shù)(G2、G3、G4)：S_n＝900MVA，U_n＝20kV，X_d＝1.8，X_q＝1.7，X_a＝0.2，X_d′＝0.3，X_q′＝0.55，X_d″＝0.25，X_q″＝0.25，R_a＝0.0025，T_d0′＝8.0，T_q0′＝0.4，T_d0″＝0.03，T_q0″＝0.05，H＝6.5(G2)，H＝6.175(G3、G4)

變壓器參數(shù)(T1、T2、T3、T4)：S_n＝900MVA，U_n1/U_n2＝20Kv/230kV，R_t+jX_t＝0+j0.15pu

輸電線路參數(shù)(100MVA，230kV為基準(zhǔn))：

R_L＝0.0001pu/km，X_L＝0.001pu/km，B_C＝0.00175pu/km

負(fù)荷數(shù)據(jù)：P_L1＝800MW，Q_L＝100MVAR，Q_C1＝-187MVAR，Q_C2＝-200MVAR，P_L2＝800MW，Q_L＝100MVAR，Q_C1＝-187MVAR，Q_C2＝-350MVAR附加負(fù)荷P_L3＝160MW

仿真項目包括：1)不同風(fēng)電滲透率條件下，負(fù)荷突增時，基于轉(zhuǎn)速一次調(diào)頻輔助控制的系統(tǒng)頻率響應(yīng)，該項目通過圖5-圖9驗證；3)不同風(fēng)電滲透率條件下，負(fù)荷突減時，基于轉(zhuǎn)速一次調(diào)頻輔助控制的系統(tǒng)頻率響應(yīng)，該項目通過圖10-圖14驗證；

圖5-圖9，均設(shè)置風(fēng)速V_w＝10m/s，系統(tǒng)突增10％有功負(fù)荷的頻率事故，風(fēng)電滲透率分別為10％，15％，20％，25％，30％。

從圖5-圖9對比情況看，在同一的滲透率下的情況下，模型1與模型2在頻率動態(tài)響應(yīng)上吻合度差：模型1未施加風(fēng)電虛擬慣性控制和轉(zhuǎn)速一次調(diào)頻輔助控制，造成系統(tǒng)頻率跌落速度明顯更快、頻率穩(wěn)態(tài)偏差增大。而模型3與模型2在頻率跌落速度上接近、頻率跌落最低點基本相同，但模型3不能模擬模型2的動態(tài)擾動特征；模型3與模型2在頻率穩(wěn)態(tài)偏差上也基本保持一致；在不同滲透率下的情況下，隨著風(fēng)電滲透率提高，模型1和模型2在動態(tài)頻率響應(yīng)過程中的下降速度和頻率跌落最低點均呈現(xiàn)出偏差增大的趨勢，此外二者的頻率穩(wěn)態(tài)精度偏差也具有增大特征，30％滲透率時頻率上升最高點差值達(dá)到-0.23Hz；相反，從模型2和模型3的比較結(jié)果看，在頻率事故發(fā)生的初始階段，二者動態(tài)響應(yīng)過程較為接近，且具有隨風(fēng)電滲透率升高動態(tài)響應(yīng)精度提高的趨勢。此外，在任何一種電網(wǎng)條件，采用解析模型計算的頻率響應(yīng)與實際全狀態(tài)模型仿真得到的頻率響應(yīng)在穩(wěn)態(tài)精度上吻合度高。

圖10-圖14，均設(shè)置風(fēng)速V_w＝10m/s，系統(tǒng)突減10％有功負(fù)荷的頻率事故，風(fēng)電滲透率分別為10％，15％，20％，25％，30％。

從圖10-圖14對比情況看，在同一的滲透率下的情況下，模型1與模型2在頻率動態(tài)響應(yīng)上吻合度差。模型1因未施加風(fēng)電虛擬慣性控制和轉(zhuǎn)速一次調(diào)頻輔助控制，導(dǎo)致系統(tǒng)頻率攀升速度明顯更快、頻率穩(wěn)態(tài)偏差增大。而模型3與模型2在頻率跌落速度上接近、頻率上升最高點基本相同，但模型3依然不能模擬模型1的動態(tài)擾動特征；模型3與模型1在頻率穩(wěn)態(tài)偏差上也保持一致。在不同滲透率下的情況下，隨著風(fēng)電滲透率提高，模型2和模型1在動態(tài)頻率響應(yīng)過程中的上升速度和頻率上升最高點呈現(xiàn)出偏差增大的趨勢，此外二者的頻率穩(wěn)態(tài)精度偏差也具有增大特征，30％滲透率時頻率上升最高點差值達(dá)到0.26Hz；相反地，從模型3和模型1的比較結(jié)果看，在頻率事故發(fā)生的初始階段，二者動態(tài)響應(yīng)過程較為接近，且具有隨風(fēng)電滲透率升高動態(tài)響應(yīng)精度提高的趨勢。此外，在任何一種電網(wǎng)條件，采用解析模型計算的頻率響應(yīng)與實際全狀態(tài)模型仿真得到的頻率響應(yīng)在穩(wěn)態(tài)精度上吻合度均很高。