大容量風(fēng)電并網(wǎng)，給電力系統(tǒng)分析與控制帶來(lái)許多新的問(wèn)題。故障后風(fēng)電機(jī)組故障穿越，有利于電網(wǎng)安全穩(wěn)定，但是增加了分析計(jì)算的難度。 李生虎編著的《風(fēng)力電力系統(tǒng)分析》針對(duì)風(fēng)力電力系統(tǒng)，分析潮流、暫態(tài)穩(wěn)定、靜態(tài)穩(wěn)定和概率仿真中風(fēng)電機(jī)組的建模及影響。計(jì)及風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)和變流器約束，提出擴(kuò)展潮流模型，建立潮流靈敏度算法；計(jì)及繞組和變流器約束，采用優(yōu)化算法求解穩(wěn)態(tài)出力范圍。以內(nèi)電勢(shì)為狀態(tài)變量，提出同步電機(jī)精確電磁暫態(tài)模型；討論風(fēng)電機(jī)組故障穿越和參與緊急控制方式。采用 Prony分析，提取風(fēng)電系統(tǒng)振蕩特征參數(shù)；區(qū)分同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)，分類定義低頻振蕩模式；推導(dǎo)特征根高階靈敏度，以及降階系統(tǒng)特征值靈敏度；探討潮流收斂性與靜態(tài)電壓穩(wěn)定關(guān)系、電磁暫態(tài)模型中定子暫態(tài)和轉(zhuǎn)速變化的影響；給出風(fēng)電系統(tǒng)概率評(píng)估算法，推導(dǎo)多狀態(tài)設(shè)備可靠性及其靈敏度算法。 《風(fēng)力電力系統(tǒng)分析》可作為風(fēng)電系統(tǒng)研究和運(yùn)行調(diào)度人員的參考資料，也可作為高等學(xué)校研究生教材。
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李生虎編著的《風(fēng)力電力系統(tǒng)分析》針對(duì)風(fēng)力電力系統(tǒng)，分析了潮流、暫態(tài)穩(wěn)定、靜態(tài)穩(wěn)定分析和概率仿真中風(fēng)電機(jī)組建模和影響。在穩(wěn)態(tài)分析中，計(jì)及風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部結(jié)構(gòu)和雙饋?zhàn)兞髌骷s束，采用擴(kuò)展潮流模型、計(jì)算風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部參數(shù)，為穩(wěn)定分析提供初值；建立風(fēng)電機(jī)組潮流分析靈敏度模型，計(jì)及繞組和變流器約束，采用優(yōu)化算法求解風(fēng)電機(jī)組穩(wěn)態(tài)出力范圍；以內(nèi)電勢(shì)為狀態(tài)變量，采用矩陣運(yùn)算，提出同步電機(jī)精確電磁暫態(tài)模型，討論了風(fēng)電機(jī)組故障穿越和參與緊急控制的方式。書中采用Prony分析，提取風(fēng)電系統(tǒng)振蕩特征參數(shù)，區(qū)分同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)、電磁暫態(tài)和機(jī)械暫態(tài)的狀態(tài)變量，分類定義低頻振蕩模式的參與因子。
第1章 風(fēng)力發(fā)電概述
大規(guī)模可再生能源接入，給傳統(tǒng)電力系統(tǒng)帶來(lái)巨大沖擊和深遠(yuǎn)影響。風(fēng)力發(fā)電是一種主要可再生能源形式。以下介紹風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀和風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)，分析風(fēng)電發(fā)展主要制約因素。基于風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)程，討論風(fēng)電機(jī)組和同步電網(wǎng)之間的相互影響。
1.1 風(fēng)力發(fā)電簡(jiǎn)介
能源利用形式從機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，是工業(yè)革命過(guò)程的一個(gè)里程碑。有了電，就可以將能量大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸送，驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，建設(shè)高速高效生產(chǎn)流水線，為計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)提供必要基礎(chǔ)條件。
提起發(fā)電廠，人們印象里往往是高大結(jié)實(shí)的煙囪和冷凝塔，或者雄偉壯觀的攔河大壩。確實(shí)，目前絕大部分電力供應(yīng)來(lái)自于火力、水力和核能發(fā)電�；痣姀S通過(guò)燃燒煤炭、石油、天然氣等化石能源，將水加熱成蒸汽，由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。但是化石能源正在逐漸枯竭，二氧化碳排放造成的溫室效應(yīng)日趨明顯，火力發(fā)電不能長(zhǎng)久持續(xù)下去。水電廠在河流上游建設(shè)攔河大壩，利用水的高度落差，推導(dǎo)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。對(duì)于加拿大、巴西等少數(shù)國(guó)家，水電是主要能源利用形式。但是對(duì)其他大部分國(guó)家，可利用的水力資源受地理?xiàng)l件限制，并不豐富；而且大型水電開發(fā)，對(duì)環(huán)境、氣候和地質(zhì)條件的影響，一直還存在爭(zhēng)議。核能發(fā)電曾被認(rèn)為是解決能源危機(jī)的有效方案。但是每一次核泄漏事故，都會(huì)加劇民眾對(duì)于核輻射的恐懼和抵制心理。部分歐洲國(guó)家已經(jīng)開始決定逐漸削減、并最終停止使用核電。
一次能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)，促使人類改變傳統(tǒng)能源利用形式，希望得到清潔無(wú)污染、可持續(xù)再生的能源，如風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮汐能等［1~6］。這些可再生能源需要初期投資，但是無(wú)需燃料，運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于火電，且比較安全。隨著制造成本降低和使用壽命提高，以及電價(jià)導(dǎo)向政策，新能源發(fā)電技術(shù)得到了廣泛重視和快速發(fā)展。目前很多國(guó)家制定了可再生能源規(guī)劃，希望在未來(lái)10~20年內(nèi)將再生能源占電能比例達(dá)到20%以上。由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等制約因素，這些規(guī)劃未必能按期完成；但是從另一方面來(lái)說(shuō)，新能源開發(fā)利用的最終目標(biāo)，應(yīng)是全部而非部分替代化石能源，因此其發(fā)展前景任重而道遠(yuǎn)。
風(fēng)力和光伏發(fā)電所利用的能量，本質(zhì)上都源于太陽(yáng)光照。光伏發(fā)電核心技術(shù)包括半導(dǎo)體材料、化學(xué)電池以及電力變流技術(shù)等。在沙漠等人煙稀少地區(qū)，可以建設(shè)大容量太陽(yáng)能電站。在城市中的住宅和廠房屋頂，只要有一定日照強(qiáng)度，就可以鋪設(shè)太陽(yáng)能電池板，且對(duì)容量規(guī)模沒有明確限制�？梢栽O(shè)想，如果綠色建筑技術(shù)達(dá)到一定水平，采用新型光伏材料敷設(shè)民用建筑外表，將有可能實(shí)現(xiàn)居民用電的部分自給自足。
風(fēng)力發(fā)電的工作原理，是利用風(fēng)力機(jī)捕捉風(fēng)的動(dòng)能，將其轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，然后驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；其核心技術(shù)包括風(fēng)力機(jī)材料、機(jī)械傳動(dòng)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及變流技術(shù)。風(fēng)力發(fā)電需要風(fēng)速達(dá)到一定數(shù)值以上，從經(jīng)濟(jì)性考慮需要風(fēng)速常年較為穩(wěn)定，加上風(fēng)力機(jī)的噪聲和視覺污染，大型風(fēng)電場(chǎng)不大可能建在城市中心，一般都位于沙漠或近海等風(fēng)能資源豐富、人類活動(dòng)較少的地方。陸地風(fēng)電場(chǎng)優(yōu)點(diǎn)在于建造、安裝和并網(wǎng)成本較低，運(yùn)行維護(hù)容易。海上風(fēng)場(chǎng)可以節(jié)約土地，風(fēng)速大且穩(wěn)定。［7］
根據(jù)中國(guó)氣象局風(fēng)能太陽(yáng)能資源評(píng)估中心數(shù)據(jù)我國(guó)陸地技術(shù)可開發(fā)風(fēng)能資源約為26.8億kW，在離岸20km的近海范圍技術(shù)可開發(fā)量，為1.8億kW，全國(guó)總技術(shù)可開發(fā)量為28.6億kW�？紤]到實(shí)際因素，可利用陸地風(fēng)能8億kW，可利用近海風(fēng)能1.5億kW，共計(jì)約9.5億kW。如果陸上風(fēng)電年最大利用時(shí)間為2000h，每年可提供1.6萬(wàn)億kW・h的電量；近海風(fēng)電年最大利用時(shí)間為2500h，每年可提供3750億kW・h的電量，兩者合計(jì)約2萬(wàn)億kW・h。折合為人均電量，可見風(fēng)力發(fā)電在我國(guó)具有良好的發(fā)展前景。
目前在世界上大多數(shù)國(guó)家，風(fēng)電、光伏等可再生能源占電能消費(fèi)的比例仍然很低，但是發(fā)展很快，在一些國(guó)家建設(shè)速度甚至已經(jīng)超過(guò)了其他形式電廠。到2008年底，歐洲和全世界累計(jì)裝機(jī)達(dá)64.935GW和120.791GW，比2008年初分別增加14.89%和28.77%呈現(xiàn)加速發(fā)展趨勢(shì)（圖1.1）［8，9］。歐盟風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較早，但是世界上其他國(guó)家，包美國(guó)和中國(guó)等，風(fēng)電建設(shè)極為快速，逐漸趕超歐盟。根據(jù)中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)（CWEA）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)［10］中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量，2006年仍在世界前五之外，其后幾年都接近翻倍增長(zhǎng)，到2009年名世界第二，僅次于美國(guó)。在甘肅、內(nèi)蒙古等省份，出現(xiàn)百萬(wàn)千瓦容量的大型風(fēng)電基地。更大容量的風(fēng)電基地也正在規(guī)劃和建設(shè)中。括，底排，只要燃料充足、無(wú)設(shè)備故障，火電機(jī)組可達(dá)到或接近額定出力運(yùn)行。風(fēng)電機(jī)組出力受到風(fēng)速影響，當(dāng)風(fēng)速低于額定風(fēng)速時(shí)，不能按額定容量滿發(fā)。因此風(fēng)電場(chǎng)最大發(fā)電小時(shí)數(shù)遠(yuǎn)小于火電廠。風(fēng)電占總發(fā)電電量的比例，也小于風(fēng)電裝機(jī)容量比例。即便如此，風(fēng)電已逐漸發(fā)展為一種不可忽視的能源形式。圖1.2給出2009年歐洲部分國(guó)家風(fēng)電量占電量供應(yīng)的百分比，其中丹麥高達(dá)20.3%其次是西班牙（12.3%）、葡萄牙（11.4%）、愛爾蘭（9.3%）和德國(guó)（6.9%）。我國(guó)2009國(guó)風(fēng)電投資超過(guò)核電投資，與水電投資差距進(jìn)一步縮小。2009年全國(guó)風(fēng)電年利用小時(shí)數(shù)為2077，發(fā)電量為276.15億kW・h［11］，規(guī)模也較為可觀。
1.2 風(fēng)電機(jī)組簡(jiǎn)介
從結(jié)構(gòu)上，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括風(fēng)力機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)，以及其保護(hù)和控制設(shè)備［12~14］。風(fēng)力機(jī)將空氣動(dòng)能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。風(fēng)電技術(shù)涉及許多工程領(lǐng)域，如材料工程、機(jī)械工程和電氣工程等。在電氣工程領(lǐng)域，主要包括電機(jī)、電力電子與電力傳動(dòng)、電力系統(tǒng)三個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，而風(fēng)力機(jī)防雷保護(hù)還涉及高電壓技術(shù)。
風(fēng)力機(jī)可采用水平軸或者垂直軸，大部分為水平軸，有兩個(gè)或三個(gè)葉片，固定在輪轂上。風(fēng)力推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)。然后通過(guò)低速傳動(dòng)軸、增速齒輪箱、高速傳動(dòng)軸，將機(jī)械能傳遞給旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)子，使其旋轉(zhuǎn)發(fā)電。受機(jī)械特性限制，風(fēng)力機(jī)葉片轉(zhuǎn)速ωt一般不超過(guò)20~30r／min。機(jī)組容量越大，風(fēng)力機(jī)額定轉(zhuǎn)速越低［15，16］。當(dāng)電網(wǎng)額定頻率為50Hz，發(fā)電機(jī)額定電角速度為3000r／min。若取極對(duì)數(shù)p＝2，則電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ωr的額定值為1500r／min。因此，除了通過(guò)變流器與交流電網(wǎng)連接的直驅(qū)機(jī)組外，其他風(fēng)電機(jī)組都需要采用齒輪箱增速，增速比為η＝ωr／pωt，以達(dá)到電機(jī)額定轉(zhuǎn)速。
風(fēng)電機(jī)組中機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，由感應(yīng)電機(jī)或同步電機(jī)實(shí)現(xiàn)。感應(yīng)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、結(jié)實(shí)便宜，以前主要用于工業(yè)負(fù)荷驅(qū)動(dòng)，最近20年在風(fēng)力發(fā)電中得到廣泛應(yīng)用。采用鼠籠式感應(yīng)電機(jī)直接并網(wǎng)時(shí)，風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍極為有限，由電網(wǎng)頻率、變速箱變比、感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，恒速恒頻風(fēng)電機(jī)組稱為恒速恒頻機(jī)組。為降低啟動(dòng)涌流沖擊、降低輸電回路電壓降落，往往采用由反向并聯(lián)晶閘管組成的軟啟動(dòng)器并網(wǎng)。并網(wǎng)以后旁路軟啟動(dòng)器，以降低損耗。
在不同風(fēng)速下，風(fēng)力機(jī)實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤（MPPT）的最優(yōu)轉(zhuǎn)速不同，因此恒速恒頻風(fēng)電機(jī)組控制有功能力有限�？梢酝ㄟ^(guò)改變齒輪箱變比或電機(jī)極對(duì)數(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制。當(dāng)風(fēng)速過(guò)大時(shí)，可以采用失速控制和槳距角控制，調(diào)整有功功率輸入。感應(yīng)發(fā)電機(jī)在發(fā)出有功功率的同時(shí)，將消耗無(wú)功功率，因此需要采用固定或可控并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償�？焖亠L(fēng)速擾動(dòng)將轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)矩和功率波動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成沖擊。
雙饋感應(yīng)電機(jī)是一種變速恒頻機(jī)組，轉(zhuǎn)速部分可控（圖1.4）�？紤]到大容量變流裝置的成本，雙饋電機(jī)折衷考慮運(yùn)行控制靈活性和經(jīng)濟(jì)性因素。它采用繞線轉(zhuǎn)子式電機(jī)，用背靠背（B2B）變流器改變勵(lì)磁電流幅值、頻率、相位。通過(guò)改變勵(lì)磁頻率，可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。在負(fù)荷突變時(shí)，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，充分利用轉(zhuǎn)子動(dòng)能，部分抵消負(fù)荷擾動(dòng)，降低對(duì)電網(wǎng)擾動(dòng)。在不同風(fēng)速下，雙饋機(jī)組可以次同步或超同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行，轉(zhuǎn)速變化范圍較寬。雙饋機(jī)組機(jī)端可以按恒功率因數(shù)運(yùn)行，即有功功率由風(fēng)速?zèng)Q定，無(wú)功功率與有功功率成正比。當(dāng)變流器容量足夠大時(shí)，在一定運(yùn)行條件下，雙饋機(jī)組甚至可以用于維持端電壓幅值恒定。
直驅(qū)型風(fēng)電機(jī)組采用繞線轉(zhuǎn)子式感應(yīng)電機(jī)或永磁式同步電機(jī)（圖1.5），采用背靠背變流器與電網(wǎng)直接相連。由于變流器之間存在直流環(huán)節(jié)，發(fā)電機(jī)定子頻率無(wú)需跟蹤系統(tǒng)頻率，因此理運(yùn)行范圍最寬，適用于大容量風(fēng)電機(jī)組。
從風(fēng)電發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，新增大型風(fēng)電機(jī)組中少見恒速恒頻類型，而直驅(qū)型機(jī)組又在逐漸取代雙饋機(jī)組的主導(dǎo)地位。但是由于大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電歷史很短，很多過(guò)去安裝的風(fēng)電機(jī)組還遠(yuǎn)沒有達(dá)到使用壽命，從投資者角度來(lái)說(shuō)，不可能馬上淘汰。因此，各種風(fēng)電機(jī)組并存，是目前不得不接受的實(shí)際現(xiàn)狀�？紤]到不同廠家風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不同，并且隨著電力電子器件和控制技術(shù)的發(fā)展，控制策略也將發(fā)生變化。各個(gè)國(guó)家的風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、寬嚴(yán)程度也各不相同，需要時(shí)間逐漸趨同統(tǒng)一。合理分析、協(xié)調(diào)控制不同類型風(fēng)電機(jī)組，有利于風(fēng)電系統(tǒng)安全運(yùn)行和風(fēng)電事業(yè)健康發(fā)展。
1.3 風(fēng)力發(fā)電制約因素
大型風(fēng)電場(chǎng)一般建在荒漠或近海等遠(yuǎn)離城市的地方，所發(fā)電力不是滿足本地負(fù)荷，而是通過(guò)交流或直流線路，輸送至主電網(wǎng)和負(fù)荷中心。由于風(fēng)速快速波動(dòng)性，風(fēng)電電能質(zhì)量較差，被視為一種較不可靠能源形式，需要電網(wǎng)平抑波動(dòng)、平衡供需關(guān)系。因此，大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電一般以傳統(tǒng)網(wǎng)架輸電、以傳統(tǒng)同步電機(jī)或大容量?jī)?chǔ)能設(shè)備為備用�，F(xiàn)有電力系統(tǒng)中潮流控制、保護(hù)控制、功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、低頻振蕩等問(wèn)題，風(fēng)力電力系統(tǒng)同樣不能避免。風(fēng)電系統(tǒng)另一個(gè)特點(diǎn)是，感應(yīng)電機(jī)與同步電機(jī)工作原理、控制方式、穩(wěn)定特性等都有一定差異。感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速不受同步機(jī)組間功角穩(wěn)定約束。在調(diào)頻控制時(shí)，輸入量不再是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，而是定子頻率。大規(guī)模風(fēng)電穿越，給電力系統(tǒng)運(yùn)行安全提出許多新的問(wèn)題，諸如：
（1）風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行控制建模。與同步發(fā)電機(jī)相比，風(fēng)電機(jī)組建模的區(qū)別在于引入風(fēng)力機(jī)和變流器的運(yùn)行控制特性。風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行控制的基本目的是，使其實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤或按調(diào)度指令降出力運(yùn)行。通過(guò)變流器參數(shù)調(diào)節(jié)，解耦控制有功和無(wú)功出力，使損耗最少且運(yùn)行靈活。不同類型的風(fēng)電機(jī)組，其穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)過(guò)程建模具有自己的特點(diǎn)。例如，對(duì)于恒速恒頻感應(yīng)電機(jī)，其機(jī)端有功由風(fēng)速確定，無(wú)功由有功和端電壓確定。對(duì)于雙饋和直驅(qū)型機(jī)組，機(jī)端作為恒PQ或PV型節(jié)點(diǎn)，但其可控范圍受到繞組及變流器限制。雙饋電機(jī)在小擾動(dòng)和故障沖擊時(shí)，可能使用不同于正常運(yùn)行方式的故障穿越策略。風(fēng)電機(jī)組穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)過(guò)程建模是風(fēng)力電力系統(tǒng)分析和控制的前提和基礎(chǔ)。
（2）風(fēng)電系統(tǒng)輸電規(guī)劃和建設(shè)。就地平衡的小型風(fēng)電場(chǎng)，無(wú)需過(guò)分關(guān)注輸電問(wèn)題。對(duì)于大型陸地和海上風(fēng)電基地，往往距離負(fù)荷中心很遠(yuǎn)，需要將風(fēng)電機(jī)組出力集中，升壓后通過(guò)高壓線路遠(yuǎn)距離輸電。在我國(guó)，規(guī)劃中的風(fēng)電基地大多位于西北地區(qū)，受電負(fù)荷主要位于東部地區(qū)。合理的輸電方案有利于風(fēng)電建設(shè)，避免窩電現(xiàn)象。同時(shí)，輸電電壓等級(jí)較高時(shí)，輸電阻抗較小，相當(dāng)于風(fēng)電場(chǎng)與遠(yuǎn)方同步電機(jī)電氣距離更近一些，這樣可以增加風(fēng)電場(chǎng)在風(fēng)速擾動(dòng)和電網(wǎng)故障后的恢復(fù)能力。
（3）風(fēng)電調(diào)度和調(diào)頻方案設(shè)計(jì)。風(fēng)電機(jī)組出力由隨機(jī)變化風(fēng)速?zèng)Q定�，F(xiàn)有預(yù)測(cè)技術(shù)對(duì)電力負(fù)荷誤差很小，但對(duì)風(fēng)速誤差較大。利用時(shí)間和空間氣象預(yù)報(bào)，可以進(jìn)一步提高預(yù)測(cè)精度。但是即使可以精確預(yù)測(cè)風(fēng)速，由于風(fēng)電波動(dòng)與負(fù)荷曲線不重合，將給電網(wǎng)調(diào)度帶來(lái)很大壓力。同步發(fā)電機(jī)可以提供平抑風(fēng)電功率波動(dòng)的備用容量，不過(guò)僅作為備用運(yùn)行，其經(jīng)濟(jì)性很難為投資者所接受。儲(chǔ)能裝置如蓄電池、超級(jí)電容、飛輪等，理論上可以提供調(diào)頻手段，但是限于制造技術(shù)，容量相對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)非常有限，不足以消峰填谷。抽水蓄能電站通過(guò)高、低水庫(kù)間勢(shì)能和電能轉(zhuǎn)換，可以提供一定調(diào)頻能力。但是水庫(kù)建設(shè)及高度落差，在沙漠和近海地區(qū)都不易實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)汽車和電解氫氣在風(fēng)電過(guò)剩時(shí)消耗多余電力，在電能不足時(shí)向電網(wǎng)反饋電力，或可成為一種潛在的調(diào)峰方式［17］。另外，風(fēng)電機(jī)組有計(jì)劃的降出力運(yùn)行，可以提供部分備用容量。
（4）大容量風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量和穩(wěn)定性的影響。國(guó)內(nèi)外電力行業(yè)曾經(jīng)接受的風(fēng)電穿越功率比例，一般不超過(guò)20%否則認(rèn)為可能引起電網(wǎng)安全問(wèn)題。丹麥最近幾年的風(fēng)電電量比例均超過(guò)20%。由于網(wǎng)結(jié)構(gòu)和有功備用方案較為合理，并沒有出現(xiàn)嚴(yán)重的電網(wǎng)事故。我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和規(guī)模與丹麥存在較大差異。考慮風(fēng)電基地和負(fù)荷中心距離、風(fēng)電基地容量和同步電網(wǎng)規(guī)模，有必要精確量化大規(guī)模風(fēng)電功率對(duì)風(fēng)力電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)特性的影響。
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