風(fēng)電并網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性研究

隨著我國(guó)乃至全球的環(huán)境日益惡化，在這樣的背景下，人們對(duì)綠色能源的需求就顯得尤為突出。那么，風(fēng)力發(fā)電作為一種比較獨(dú)特的能源，它的相關(guān)概念一經(jīng)提出就受到世界各國(guó)的喜愛(ài)。在進(jìn)行大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的同時(shí)，這樣便使得我國(guó)傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)也遭受到相應(yīng)的影響，本論文主要針對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的研究及分析。

【關(guān)鍵詞】綠色能源 風(fēng)力發(fā)電 電壓穩(wěn)定性

1 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的相關(guān)問(wèn)題

倘若風(fēng)能通過(guò)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)變成電能之后不能夠很好的被用戶進(jìn)行使用，那么，這樣的動(dòng)作就是徒勞的。鑒于該種情況，必須把風(fēng)力發(fā)電接入到電力系統(tǒng)，這樣才能夠更好的發(fā)揮風(fēng)力發(fā)電的作用。就目前來(lái)講，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)之后存在的問(wèn)題或者產(chǎn)生的影響主要由：

1.1 對(duì)電網(wǎng)調(diào)控的影響

通常來(lái)講，風(fēng)電場(chǎng)的相應(yīng)的功率的輸出是具有不可預(yù)測(cè)性的，并且也是具有隨機(jī)性的。另外，對(duì)于功率輸出曲線來(lái)講，在多數(shù)情況下都會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成不良的影響，有的時(shí)候甚至發(fā)生反調(diào)節(jié)的狀況，這樣就會(huì)進(jìn)一步的使得電網(wǎng)峰谷差變得更大，從而使得電網(wǎng)調(diào)控的難度增加。

1.2 對(duì)繼電保護(hù)造成影響

要使風(fēng)電場(chǎng)產(chǎn)生電能，那么，就需要不斷的對(duì)其進(jìn)行投切等相關(guān)的動(dòng)作，這樣就會(huì)使得對(duì)電網(wǎng)的相關(guān)的繼電保護(hù)儀器的動(dòng)作過(guò)于頻繁，從而使得繼電保護(hù)儀器的靈敏度以及壽命都得到減小。

2 風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的電壓分析方法

2.1 靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法

就現(xiàn)階段來(lái)看，我國(guó)在靜態(tài)電壓穩(wěn)定性方面的相關(guān)分析方法還是比較成熟的，本論文主要針對(duì)P-V曲線法進(jìn)行相應(yīng)的介紹。

針對(duì)P-V曲線分析方法來(lái)講，它是我國(guó)最常用的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性方面的分析方法，P-V曲線分析方法主要是通過(guò)建立某些環(huán)節(jié)或節(jié)點(diǎn)的電壓V以及傳輸界面功率P兩者之間的關(guān)系曲線，這樣可以更好的指示區(qū)域負(fù)荷水平或者傳輸界面功率水平導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)臨近電壓崩潰的程度。在進(jìn)行靜態(tài)電壓相關(guān)穩(wěn)定性的研究與分析中，還能夠很好的通過(guò)P-V曲線的臨界點(diǎn)來(lái)對(duì)電壓穩(wěn)定的裕度進(jìn)行求取，這樣便于更好的借助此來(lái)對(duì)電壓的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估。在通常情況下，P-V曲線的繪制方法包括：拓展潮流法、非線性規(guī)劃法、潮流多解法、零特征根法、負(fù)荷導(dǎo)納法。

2.2 暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法

就我國(guó)目前的研究情況來(lái)看，針對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析的相關(guān)方法，大多少情況是通過(guò)時(shí)域中采用相關(guān)的仿真軟件來(lái)進(jìn)行分析，通過(guò)根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)設(shè)置對(duì)應(yīng)的故障，并且借助此來(lái)獲取到各種相關(guān)量隨時(shí)間變化的曲線，從而更好的輔助其對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行分析。這種分析方法又被稱之為時(shí)域仿真分析方法，它是我國(guó)目前研究暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的最好、最有效的分析方法。

3 電壓穩(wěn)定仿真分析

3.1 靜態(tài)電壓穩(wěn)定仿真分析

本部分內(nèi)容主要是使用節(jié)點(diǎn)負(fù)荷有功裕度系數(shù)Kp來(lái)對(duì)電壓的穩(wěn)定性進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)，式（1）是為它的計(jì)算公式：

對(duì)于上式的系數(shù)Kp來(lái)講，它是表示節(jié)點(diǎn)負(fù)荷的有功裕度系數(shù)；而對(duì)于上式的系數(shù)PM來(lái)講，它則表示臨界時(shí)有功功率值；對(duì)于上式的PO來(lái)講，它則表示初始運(yùn)行狀態(tài)時(shí)有功功率值。圖1為A點(diǎn)在夏大的方式下有、無(wú)風(fēng)電場(chǎng)的P-V曲線圖。

3.2 暫態(tài)電壓穩(wěn)定仿真分析

本部分內(nèi)容的研究依然采用某電網(wǎng)的局部系統(tǒng)以及夏大的情況作為研究背景，該系統(tǒng)主要通過(guò)洋前風(fēng)電場(chǎng)的研究，來(lái)探討其是否滿足N-1、N-2情況之下的電壓穩(wěn)定性。

圖2主要是在三相短路瞬時(shí)性故障的情況之下，切B-A節(jié)點(diǎn)220KV雙回輸電線路，圖2是洋前風(fēng)電場(chǎng)接入前后，M點(diǎn)的母線電壓對(duì)比圖。

4 結(jié)束語(yǔ)

本論文首先對(duì)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)存在的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，接下來(lái)，風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的電壓分析方法，包括靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法和暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法兩種方法。最后，進(jìn)行電壓穩(wěn)定仿真分析。

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作者簡(jiǎn)介

陳業(yè)偉（1991-），男，河南省鄭州市人。研究方向?yàn)轱L(fēng)電并網(wǎng)電壓穩(wěn)定性。

作者單位

華北水利水電大學(xué) 河南省鄭州市 450011