考虑微观风速不确定性的风电场等效调频参数区间评估

李佳明; 鲁宗相; 乔颖; 霍子宇; 王士柏; 苗伟威

doi:10.7500/AEPS20241114010

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考虑微观风速不确定性的风电场等效调频参数区间评估

学术研究 | 更新时间：2026-02-28

- 考虑微观风速不确定性的风电场等效调频参数区间评估
- Interval Assessment of Equivalent Frequency Regulation Parameters for Wind Farms Considering Micro-wind-speed Uncertainty
- 电力系统自动化 2025年49卷第21期页码：29-40
- 作者机构：
  
  1.新型电力系统运行与控制全国重点实验室（清华大学），北京市 100084
  2.电力规划设计总院，北京市 100120
  3.国网山东省电力公司电力科学研究院，山东省济南市 250003
  4.国网山东省电力公司，山东省济南市 250000
- 作者简介：
  
  李佳明(1998—)，男，博士，主要研究方向：电力系统规划、新能源场站主动支撑、新型电力系统调度运行。E-mail：lijiaminggood@163.com
  鲁宗相(1974—)，男，通信作者，博士，长聘教授，主要研究方向：风电/太阳能发电并网分析与控制、能源与电力宏观规划、电力系统可靠性、分布式电源及微电网。E-mail：luzongxiang98@tsinghua.edu.cn
  乔颖(1981—)，女，博士，副研究员，主要研究方向：新能源、分布式发电、电力系统安全与控制。E-mail：qiaoying@tsinghua.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2021YFB2400500);国家电网有限公司科技项目(SGSDJY00GPJS2250048)
- DOI：10.7500/AEPS20241114010
  中图分类号：
- 收稿：2024-11-14，
  
  修回：2025-06-22，
  
  网络首发：2025-07-16，
  
  纸质出版：2025-11-10
- 稿件说明：
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李佳明,鲁宗相,乔颖等.考虑微观风速不确定性的风电场等效调频参数区间评估[J].电力系统自动化,2025,49(21):29-40.

LI Jiaming,LU Zongxiang,QIAO Ying,et al.Interval Assessment of Equivalent Frequency Regulation Parameters for Wind Farms Considering Micro-wind-speed Uncertainty[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(21):29-40.
李佳明,鲁宗相,乔颖等.考虑微观风速不确定性的风电场等效调频参数区间评估[J].电力系统自动化,2025,49(21):29-40. DOI： 10.7500/AEPS20241114010.

LI Jiaming,LU Zongxiang,QIAO Ying,et al.Interval Assessment of Equivalent Frequency Regulation Parameters for Wind Farms Considering Micro-wind-speed Uncertainty[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(21):29-40. DOI： 10.7500/AEPS20241114010.

摘要

风电等新能源逐渐替代同步机组导致电网中的调频资源匮乏，风电场提供快速频率支撑成为保障系统频率安全的必然要求。及时、准确地评估风电场等效惯量和等效下垂系数等调频参数，是调度部门协调各类调频电源的关键基础和前提。然而，风电场调频能力与内部各风电机组的实时运行状态高度耦合，具有较强的时变性和不确定性，构建考虑机组运行状态差异的场站等效调频参数评估方法成为关键难题。文中考虑风电场内微观风速分布的不确定性

构建了基于响应特性一致性和微观风速模拟生成的风电场等效调频参数区间评估方法。首先，基于关键频率响应指标一致性原则，建立了基于完整风速信息的风电场等效惯量和等效下垂系数计算方法。其次，考虑预测评估场景下场内微观风速的不确定性，基于条件

-Copula构建各机组风速联合分布模型。然后，根据风电场功率预测信息采样生成大量风速微观分布场景，计算各场景下风电场等效调频参数并统计得到其置信区间。最后，以某实际风电场为例，仿真说明所提方法的有效性，并分析风电场理论功率和降载备用功率对其等效调频参数的影响。

Abstract

Due to the lack of frequency regulation resources caused by the gradual replacement of synchronous units with renewable energy sources such as wind power

providing fast frequency support from wind farms has become an inevitable requirement for ensuring power system frequency security. Timely and accurate assessment of frequency regulation parameters such as equivalent inertia and equivalent droop coefficient of wind farms is the key foundation and prerequisite for dispatch departments to coordinate various frequency regulation sources. However

the frequency regulation capability of wind farms is highly coupled with the real-time operating status of each wind turbine within the farm

having strong time variability and uncertainty. Establishing an evaluation method for equivalent

frequency regulation parameters of wind farms that considers the differences in operating status of wind turbines has become a key challenge. The paper considers the uncertainty of micro-wind-speed distribution within the wind farm and constructs an interval assessment method for equivalent frequency regulation parameters of wind farms based on the consistency of response characteristics and micro-wind-speed simulation. Firstly

based on the principle of consistency in key frequency response indicators

a calculation method for equivalent inertia and equivalent droop coefficient of wind farms based on complete wind speed information is established. Secondly

considering the micro-wind-speed uncertainty within the farm in the prediction assessment scenario

a joint distribution model of wind speed for each wind turbine is constructed based on conditional

-Copula. Then

based on wind farm power prediction information

numerous micro-distribution scenarios of wind speed are sampled and generated

the equivalent frequency regulation parameters of the wind farm for each scenario are calculated

and their confidence intervals are statistically derived. Finally

taking a real wind farm as an example

the simulation demonstrates the effectiveness of the proposed method

and the impact of the theoretical power and load reduction reserve power of the wind farm on its equivalent frequency regulation parameters is analyzed.

关键词

Keywords

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