風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響概述

杜　飛，羅　健（國網(wǎng)萊蕪供電公司，山東　萊蕪　271100）

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風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響概述

杜飛，羅健
（國網(wǎng)萊蕪供電公司，山東萊蕪271100）

摘要：作為一種清潔能源的風(fēng)能，愈來愈受到全球世界國家的關(guān)注。世界區(qū)域內(nèi)一直在增加風(fēng)電裝機(jī)容量。隨著增加的裝機(jī)容量，風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)的影響也愈來愈顯著。因為電網(wǎng)常規(guī)設(shè)計與運(yùn)行中沒有特別思考風(fēng)電接入的影響，所以為了順應(yīng)風(fēng)電接入并讓之前的電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)范得到滿足，需要對電網(wǎng)的運(yùn)行控制實施一些相關(guān)的調(diào)整。研究風(fēng)電接入對電網(wǎng)運(yùn)行的影響和相關(guān)方法，對于更好運(yùn)用風(fēng)力發(fā)電有關(guān)鍵的意義。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；并網(wǎng)；電網(wǎng)

0　引言

隨著風(fēng)電電源的規(guī)模在全網(wǎng)容量的比例上相對大幅度的提高，造成在電網(wǎng)運(yùn)行中常規(guī)電源，削弱了控制和調(diào)整的能力，而風(fēng)電電源在調(diào)壓任務(wù)、實施系統(tǒng)調(diào)配與控制系統(tǒng)功率震蕩等工作上，非常難和常規(guī)電源相持平，所以造成在電網(wǎng)運(yùn)行中風(fēng)力發(fā)電就相對容易形成很多問題。所以我們有必要認(rèn)識風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)的影響，研究有效的應(yīng)對方法，維護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

1　風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)運(yùn)行的影響

1.1電力電量平衡

因為不確定性的風(fēng)電，造成日電力電量平衡與電源安排特別困難，隨著增加的風(fēng)電容量，這些問題將愈來愈明顯。在風(fēng)電預(yù)測正確率相對低的狀況下，假如風(fēng)電功率思考太高也許會導(dǎo)致全網(wǎng)備用不足，假如思考太低又也許會增加別的常規(guī)火電機(jī)組深度調(diào)峰容量，甚至造成被迫啟停火電機(jī)組調(diào)峰，從而帶來火電機(jī)組大幅度上升煤耗指標(biāo)。還直接關(guān)系到跨省聯(lián)絡(luò)線計劃執(zhí)行的是風(fēng)電預(yù)測偏差。至于對風(fēng)電本身的影響，假如偏小的風(fēng)電預(yù)測，在電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力不足的狀況下，將直接導(dǎo)致風(fēng)電出力受限。

1.2電壓控制難度相對高

風(fēng)電機(jī)組發(fā)電的經(jīng)過中，因為風(fēng)速非常難掌握，并且具備不確定性和不可控性，因此，大規(guī)模的風(fēng)電機(jī)組會對風(fēng)電并網(wǎng)形成相對大的影響，風(fēng)電并網(wǎng)中會超過指定區(qū)域的電壓，這容易引發(fā)電網(wǎng)電壓波動或者閃絡(luò)情況。在持續(xù)擴(kuò)大電網(wǎng)的規(guī)模，假如風(fēng)電出力發(fā)生大幅度波動，會引發(fā)輸電通道樞紐部位電壓的波動，會關(guān)系到電壓的控制能力，也會影響風(fēng)電并網(wǎng)安全運(yùn)行的能力。風(fēng)力發(fā)電具備隨機(jī)性，在電網(wǎng)中，中樞點(diǎn)的電壓通常波動相對大，這讓中樞點(diǎn)電壓越限的概率增加了，并且會關(guān)系到中樞點(diǎn)之間的間距，讓其發(fā)生不均等，通常離風(fēng)電場接入點(diǎn)部位愈近的中樞點(diǎn)，發(fā)生電壓波動的概率和影響愈大。

1.3在電能質(zhì)量方面的影響

（1）影響電能質(zhì)量和電壓波動。風(fēng)能的不穩(wěn)定性和其容易關(guān)系到發(fā)電機(jī)組輸出功率的波動。造成風(fēng)電機(jī)在運(yùn)行的經(jīng)過中也許會受到湍流效應(yīng)。從而對電網(wǎng)電壓導(dǎo)致必然的電壓偏差。甚至?xí)l(fā)生電壓的周期脈動等。（2）降低電網(wǎng)電壓。并沒有單獨(dú)的勵磁裝置在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中異步電動機(jī)中，并網(wǎng)自身沒有電壓，在并網(wǎng)的同時需要伴有必然的沖擊電流，這就非常容易造成降低電壓。這對電網(wǎng)的穩(wěn)定是非常不利的。（3）容易導(dǎo)致電壓波形的畸形。在變速風(fēng)電機(jī)組中，其運(yùn)行經(jīng)過中需要應(yīng)用很多的電力電子變頻設(shè)備，而這會非常容易造成諧波與間諧波的形成，諧波與間諧波的產(chǎn)生，對于電壓的波形畸形有著非常關(guān)鍵的功能。而這種情況的產(chǎn)生是無法忽視的。

1.4在電網(wǎng)安全性與穩(wěn)定性方面的影響

在設(shè)計電網(wǎng)的時候，沒有思考在接入風(fēng)力發(fā)電機(jī)組后，電網(wǎng)的末端會讓配電網(wǎng)的功率單向流動更改的這個問題，造成四周電網(wǎng)的電壓超出了安全的區(qū)域。而且大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電中在注入電網(wǎng)的電量時候，也會關(guān)系到電網(wǎng)暫態(tài)與頻率的穩(wěn)定性，同時，短路一旦超過了四周變電站的開光和母線的設(shè)備遮斷容量的電流，也會對電網(wǎng)安全導(dǎo)致必然的影響。

2　風(fēng)力發(fā)電的有效控制措施

2.1優(yōu)化風(fēng)電場的規(guī)劃

在風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)過中，想要對供電的質(zhì)量實施提升，并讓風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)的影響減少，就一定要對風(fēng)力發(fā)電場實施合理科學(xué)的規(guī)劃，風(fēng)力發(fā)電場規(guī)模的大小不但直接關(guān)系到風(fēng)電的穿透功率，并且還影響著發(fā)電場的流量，所以一定要增強(qiáng)風(fēng)電場的規(guī)劃。當(dāng)中電網(wǎng)的穿透功率關(guān)鍵是指在電網(wǎng)正常的運(yùn)行狀態(tài)中，電網(wǎng)對風(fēng)電機(jī)容量所可以承受的最大值。而短路容量比則是指電力企業(yè)電力體系和風(fēng)電場所連接短路容量的比值，短路容量愈小的比值，就愈強(qiáng)的抗電能力。

2.2增強(qiáng)風(fēng)電場的動態(tài)特點(diǎn)

在風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)過中，對風(fēng)電場本身的動態(tài)特點(diǎn)實施持續(xù)的提升，也能夠讓風(fēng)電場對電網(wǎng)的影響減少。通常狀況下，其常常應(yīng)用的辦法有：使用優(yōu)秀的風(fēng)電機(jī)型、應(yīng)用低電壓穿越能力強(qiáng)的設(shè)備和能調(diào)節(jié)的功率線路，對風(fēng)電場的動態(tài)特點(diǎn)實施增加，并對電網(wǎng)體系的動態(tài)實施有效的完善與優(yōu)化，還有提升風(fēng)電場的功率與優(yōu)化風(fēng)電場的運(yùn)行條件。

2.3增強(qiáng)控制電壓穩(wěn)定性

（1）風(fēng)電并網(wǎng)后，機(jī)組中共同連接點(diǎn)的短路容量比和電網(wǎng)線路X/R比是讓風(fēng)電機(jī)組電壓常常波動的關(guān)鍵因素之一。所以，這一比值的提高，完善之前的電網(wǎng)構(gòu)造，選取最好的線路X/R比值，也就變成了提升電壓穩(wěn)定功能的有效辦法。

（2）使用靜止無功補(bǔ)償器（SVC）把風(fēng)力發(fā)電功率波動對于電網(wǎng)電壓影響減小。一個發(fā)出有功功率、吸收無功功率的特別元件就是風(fēng)電場，風(fēng)電場的電壓常常非常低，尤其是目前的風(fēng)電場所并的體系電網(wǎng)電壓相對低，又相對小的系統(tǒng)容量，運(yùn)用SVC改善體系電能質(zhì)量與提升體系的穩(wěn)定性是一個有效的方法。

（3）風(fēng)電并網(wǎng)的形式努力研發(fā)并更新，如果能夠使用雙向晶閘管控制的軟啟動裝置，經(jīng)過把風(fēng)電場并網(wǎng)時的沖擊電流掌控在1.5倍左右的額定電流，從而讓原電網(wǎng)體系的沖擊減少，打造一個穩(wěn)定的并網(wǎng)環(huán)境。

（4）優(yōu)化風(fēng)電并網(wǎng)形式。如果在交流并網(wǎng)時，使用可控硅軟并網(wǎng)，或者基于電壓源換流器技術(shù)的輕型直流輸電技術(shù)等，都是風(fēng)電并網(wǎng)時相對理想的連接形式，交流體系的電能質(zhì)量能夠有效的改善并提升并網(wǎng)的穩(wěn)定性。

3　結(jié)語

綜上所述，運(yùn)用風(fēng)力實施發(fā)電，不但能夠提升人們的環(huán)保意識，并且還能夠把電能運(yùn)行的成本降低，是將來能源發(fā)電的發(fā)展趨勢。為了在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定的前提下，更好的運(yùn)用能再生的風(fēng)能，需要進(jìn)一步深入研究與專題分析這些影響和相關(guān)的對策，風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)技術(shù)要大力的改善，盡快擬定風(fēng)電場并網(wǎng)與運(yùn)行等技術(shù)規(guī)范，調(diào)整目前的調(diào)度管理方法，穩(wěn)步促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電在中國快速有序的發(fā)展。

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.192