韭菜坪風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行分析

王捷

摘 要：為適應(yīng)畢節(jié)電網(wǎng)風(fēng)電的迅速發(fā)展，根據(jù)規(guī)劃資料、調(diào)度DMIS數(shù)據(jù)和風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析了韭菜坪風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行特性，進(jìn)而分析了其運(yùn)行對(duì)畢節(jié)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的影響，包括其對(duì)系統(tǒng)電壓、系統(tǒng)穩(wěn)定性及調(diào)峰的影響。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電場(chǎng)；風(fēng)電機(jī)組；系統(tǒng)調(diào)峰；系統(tǒng)穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：TM614 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.104

1 韭菜坪風(fēng)電場(chǎng)概況

韭菜坪風(fēng)電場(chǎng)是畢節(jié)電網(wǎng)第一座風(fēng)電場(chǎng)，距離赫章縣城約45 km，距畢節(jié)市城區(qū)約150 km。風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃兩期建設(shè)，每期安裝1.5 MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)33臺(tái)，共49.5 MW，一期28臺(tái)機(jī)組于2011-04逐步投入運(yùn)行，二期機(jī)組于2012-03逐步投入運(yùn)行。風(fēng)電場(chǎng)設(shè)110 kV升壓變電站一座，通過1回110 kV韭珠線（LGJ-240）接入畢節(jié)電網(wǎng)110 kV珠市變上網(wǎng)運(yùn)行，線路長(zhǎng)10 km。

韭菜坪風(fēng)電場(chǎng)一期風(fēng)機(jī)采用廣東明陽(yáng)生產(chǎn)的MY1.5S發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)出口電壓為0.69 kV，二期風(fēng)機(jī)采用中國(guó)南車生產(chǎn)的WT1500發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)出口電壓為0.62 kV。風(fēng)電機(jī)組和箱變之間采用1機(jī)1變單元接線方式，通過箱變將電壓升高至35 kV接入升壓站35 kV母線，再通過升壓站將電壓升至110 kV并入畢節(jié)電網(wǎng)運(yùn)行。

2 風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況

韭菜坪風(fēng)電場(chǎng)一期工程28臺(tái)機(jī)組投入運(yùn)行后，根據(jù)當(dāng)?shù)販y(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)和機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，至韭菜坪風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組投入正常運(yùn)行以來(lái)，7—10月和2—3月風(fēng)機(jī)平均有功出力均高于11月至次年1月，韭菜坪風(fēng)電場(chǎng)所在區(qū)域月平均風(fēng)速變化7—10月和2—3月月平均風(fēng)速均高于11月至次年1月。冬季風(fēng)速比其他季節(jié)風(fēng)速較小，風(fēng)電機(jī)組的出力也相對(duì)較小，加之風(fēng)電場(chǎng)所在地海拔較高（均在2 400 m以上），在冬季受凝凍災(zāi)害影響嚴(yán)重，風(fēng)電機(jī)組葉片覆冰嚴(yán)重，影響機(jī)組出力。

3 風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行對(duì)畢節(jié)電網(wǎng)的影響

風(fēng)能雖然是一種清潔、可再生、無(wú)污染的綠色能源，但是風(fēng)力發(fā)電具有間隙性、波動(dòng)性和風(fēng)電機(jī)組出力難以調(diào)度的特點(diǎn)，風(fēng)電場(chǎng)的接入電網(wǎng)將改變系統(tǒng)的潮流分布，并可能會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在電網(wǎng)故障期間，大規(guī)模的風(fēng)電將可能會(huì)影響到電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。大多風(fēng)電場(chǎng)所在地區(qū)都處于電網(wǎng)末端，風(fēng)電的接入可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓水平下降、線路傳輸功率超出熱穩(wěn)極限、系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性改變等一系列問題。下面針對(duì)韭菜坪風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況分析其對(duì)畢節(jié)地區(qū)電網(wǎng)的影響。

3.1 對(duì)系統(tǒng)調(diào)峰的影響

風(fēng)力發(fā)電的動(dòng)力源是風(fēng)能，由于風(fēng)能是不可控的，風(fēng)電機(jī)組是否處于發(fā)電狀態(tài)和出力的大小都取決于風(fēng)速的大小，風(fēng)速的不穩(wěn)定性和間隙性也決定了風(fēng)電機(jī)組出力的波動(dòng)性和間隙性。由于現(xiàn)有的技術(shù)手段還不能對(duì)風(fēng)速進(jìn)行比較精確的預(yù)測(cè)，因此也就很難準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)風(fēng)電機(jī)組出力，也就決定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出力基本上是不可調(diào)度的。

根據(jù)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，韭菜坪風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組出力與畢節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷特性成相反關(guān)系——在電網(wǎng)負(fù)荷高峰的時(shí)段，負(fù)電機(jī)組出力較小或者基本不出力；在夜間電網(wǎng)負(fù)荷較低時(shí)，風(fēng)力充足，風(fēng)電機(jī)組出力較大。

3.2 對(duì)系統(tǒng)電壓的影響

風(fēng)電具有波動(dòng)性和間隙性的特點(diǎn)，風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行特性、典型運(yùn)行方式，并入電網(wǎng)的無(wú)功電源控制方式安排，風(fēng)電場(chǎng)并入電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、并網(wǎng)方式和風(fēng)電波動(dòng)的不平衡過程功率分配策略等，風(fēng)電接入電網(wǎng)運(yùn)行后，將會(huì)影響電網(wǎng)電壓質(zhì)量。目前，韭菜坪風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模還比較小（僅一期28臺(tái)機(jī)組容量，共42 MW），這些特點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)的電壓質(zhì)量影響還不明顯。根據(jù)規(guī)劃，風(fēng)電場(chǎng)全部建設(shè)投產(chǎn)后總?cè)萘繉⑦_(dá)到100 MW。屆時(shí)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行狀況將會(huì)影響風(fēng)電場(chǎng)及接近風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域電網(wǎng)電壓質(zhì)量。由于風(fēng)電的波動(dòng)性，在風(fēng)電場(chǎng)注入功率比較大時(shí)，將會(huì)引起接入?yún)^(qū)域電網(wǎng)電壓的升高，注入功率較小時(shí)，風(fēng)電機(jī)組需要從電網(wǎng)吸取無(wú)功維持風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行，從而引起接入電網(wǎng)電壓降低，這在豐谷差較大區(qū)域電網(wǎng)最為嚴(yán)重。由于風(fēng)電場(chǎng)的反調(diào)峰特性和畢節(jié)電網(wǎng)豐谷差比較大的實(shí)際情況，韭菜坪風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行對(duì)周邊的電壓質(zhì)量影響相對(duì)較大。

3.3 對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

由于風(fēng)力資源的不確定性和風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的特性，使風(fēng)電機(jī)組輸出功率較波動(dòng)，大規(guī)模的風(fēng)電接入后將可能引起接入電網(wǎng)潮流、電壓及穩(wěn)定性的變化。由于韭菜坪風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量?jī)善诳偣?00 MW，僅占畢節(jié)電網(wǎng)總裝機(jī)容量的1/10左右，加上風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模比較小，因此韭菜坪風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行后不會(huì)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性產(chǎn)生明顯影響。

4 建議措施

對(duì)于風(fēng)力發(fā)電的反調(diào)峰影響，建議風(fēng)電場(chǎng)加裝技術(shù)先進(jìn)的風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，并將預(yù)測(cè)結(jié)果報(bào)告相應(yīng)調(diào)度機(jī)構(gòu)，以便電網(wǎng)調(diào)度；在風(fēng)電接入口處加裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，并保證無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的正常運(yùn)行；加強(qiáng)風(fēng)電的運(yùn)行管理，編制風(fēng)電運(yùn)行技術(shù)規(guī)范，規(guī)范風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行管理。

5 結(jié)束語(yǔ)

風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔能源，正在迅速發(fā)展，但大規(guī)模的發(fā)電接入電網(wǎng)運(yùn)行，將會(huì)給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。本文結(jié)合畢節(jié)電網(wǎng)實(shí)際情況，分析了韭菜坪風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行狀況及對(duì)電網(wǎng)的影響，并提出了相應(yīng)的措施，希望能為畢節(jié)電網(wǎng)即將投入使用的大規(guī)模風(fēng)電提供運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]何向剛，鐘以林，李雪凌，等.貴州風(fēng)電調(diào)峰特性分析[J].貴州電力技術(shù)，2011（12）.

〔編輯：王霞〕