新能源高占比電力系統慣量相關問題研究

王 穎，王曉文，陸銘陽

(沈陽工程學院，遼寧 沈陽 110136)

由于全球煤炭資源的緊缺和環境污染問題日益凸顯，以新能源發電為主的新型供電系統已是必然的發展方向與發展趨勢，為此將有越來越多的以風能、太陽能為主要來源的新能源機組并入電網。由于新能源機組所應用的電力電子換流器會導致機組與電網頻率不匹配，發生解耦。這種情況致使新能源機組無法發揮主動性，即當電網頻率出現波動時不能主動響應來提供慣量支撐，使得新能源高占比的電力系統成為弱慣量電力系統。近年，由于慣量支撐能力不足而導致的切負荷停電事故時有發生。為此，新型電力系統抗干擾能力的提高和慣量支撐能力的增強將會是未來電網研究的熱點方向。

就新能源高占比電力系統的慣量問題，國內外學者主要圍繞以下2個方面展開了深入的研究。

a.基于慣量時空分布特性的研究。大量新能源機組并入電網，不僅降低了電力系統本身的慣量，而且還使得原本系統的慣量特性發生一定改變。從時間方面來說，新能源機組輸出功率受天氣因素影響占比較大，無法像常規機組一樣準確預估隨時間變化其出力情況，導致在時間層面特性顯著；從空間角度來說，新能源機組接入一般是大規模接入，導致接入地區呈現弱慣量特性，與大量常規機組接入的強慣量態勢形成明顯對比，導致在空間層面上也呈現出明顯變化。綜上所述，可得出新型電力系統不同于傳統電力系統的慣量特性——時空分布特性[1-3]。……