The transient stability analysis incorporating wind power intermittency and volatility is studied in this study. The wind turbines with doubly fed induction generator (DFIG) and direct-driven permanent magnet synchronous generator (PMSG) are considered, respectively, during analysis. In modelling of DFIG and PMSG, the default GE wind turbine model and the Western Electricity Coordinating Council generic wind turbine model are employed, respectively. Based on the Jensen model, which is applied to describe the wake effect in a wind farm located on flat terrain, an equivalent simplified model of a wind farm is established regarding wind farm layout. On the basis of the built wind farm model, the Monte Carlo simulation technique combined with two evaluation indices, namely angle-based margin index and critical clearing time (CCT) is applied on the IEEE 10-generator-39-bus test system and a real-sized China-Jiangxi power grid as a benchmark to exploit and explore the effects of wind power intermittency and volatility on power system transient stability. The frequency distributions of transient stability evaluation index, CCT, probability of system transient instability and the range of wind speeds causing system transient instability are simulated. In addition, the influence of wake effect on transient stability is discussed as well

چكيده

آناليز پايداري گذرا همراه با تناوب و نوسان انرژي (قدرت) باد در اين مطالعه مورد بررسي قرار گرفته است. توربين‌هاي بادي با ژنراتور القايي دوسو تغذيه (DFIG) و ژنراتور همگام آهنرباي دائم هدايت شده مستقيم (PMSG)، به ترتيب، در طول آناليز، درنظر گرفته شده‌اند. در مدل سازي DFIG و PMSG، مدل توربين بادي GE پيش‌فرض و مدل توربين بادي عمومي شوراي هماهنگي برق غرب، به ترتيب، استفاده شده‌اند. بر اساس مدل جنسن، كه براي توصيف اثر پي در مزرعه بادي واقع شده در زمين مسطح بكار گرفته شده، مدل ساده‌شده مشابهي براي مزرعه بادي، با توجه به طرح كلي مزرعه بادي، ايجاد شده است. بر اساس ساخت مدل مزرعه بادي، تكنيك شبيه‌سازي مونت‌كارلو همراه با دو شاخص ارزيابي ديگر، به نام‌هاي شاخص حاشيه مبتني بر زاويه و زمان پاكسازي بحراني (CCT)، براي سيستم آزمايش 10 ژنراتور- 39 گذرگاه IEEE و شبكه برق چين- جيانگشي، به عنوان الگويي براي بهره‌برداري و كشف اثرات تناوب و نوسانات انرژي باد بر پايداري گذرا سيستم انرژي، بكار گرفته شده است. توزيع‌هاي فراواني شاخص ارزيابي پايداري گذرا، CCT، احتمال ناپايداري گذرا سيستم و محدوده سرعت باد كه موجب ناپايداري گذرا سيستم مي‌شود، شبيه‌سازي شده‌اند. به علاوه، تأثير اثر پي بر روي پايداري گذرا نيز مورد بحث قرار گرفته است.

1-مقدمه

در سال‌هاي اخير، توسعه منابع انرژي تجديدپذير، توجه بسياري از كشورها در سرتاسر جهان را به خود جلب كرد است. در ميان اين منابع، انرژي باد به عنوان يكي از منابع انرژي برجسته با مزاياي اقتصادي قابل توجه و تكنولوژي پيشرفته، مطرح شده است [1]. در پايان سال 2012، ظرفيت انرژي بادي نصب شده در كل جهان به GW5/282  رسيد [2]. همراه با افزايش نسبت انرژي باد بكار گرفته شده در سيستم انرژي، تعامل مابين انرژي باد بزرگ مقياس و شبكه انرژي موجود، به طور فزاينده معني‌دار شد. در تكنولوژي‌هاي توليد باد موجود، ژنراتور القاء دوسو تغذيه (DFIG)، بيشترين نسبت كاربرد عملي در ميدان صنعتي را به خود اختصاص مي‌دهد. در مقايسه با DFIG، ژنراتور همگام آهن‌رباي دائمي هدايت شده مستقيم (PMSG)، به عنوان كاربرد بالقوه در آينده نزديك مطرح شده است...