風電接入對電力系統的影響

摘要：風力發電屬于可持續綠色清潔能源，其具備了經濟環保等諸多優勢，并且已經逐漸變成目前能源電力發展的新趨勢，所以獲得了廣泛開發和運用。不過在風力具體發電過程中，對于電力系統會產生一定干擾，從而使電能的質量受到直接影響。本文主要根據風力發電機組故障的特征，闡述了風電接入對電力系統產生的影響，進而對此提出了有關改進方法。

關鍵詞：風電；電力系統；改進方法

在科學技術的不斷發展中，為了讓能源的利用效率得到有效提升，進而使可持續發展得以實現，開發新能源并將此加以運用，不僅是國內電力行業今后得到進一步發展的主要趨勢，并且這也是我國戰略性發展的必然需求。不過，在我國風電得到快速發展的同時，已經存在的傳統電源對于電網運行的調控能力，也會因為風電場并網規模的擴充而隨之降低，以至使風電接入對電力系統的電能質量和安全穩定性產生一定影響。

一、風力發電機組故障的特性

根據控制技術及運行的特點，通常會把風力發電機分成恒速恒頻與變速恒頻。恒速變頻主要表示鼠籠式感應風力發電機；而變速恒頻則表示永磁直驅式與雙饋式的風力發電機。如若風電的故障與接入位置，在維持不發生變化的狀況下，出現故障的時候會由于接入的風電機組差異，讓流經相同保護的短路電流也不一樣。因此，深入研究各種類型風電機組故障特征，具有非常重大的意義。[1]

二、風電接入對電力系統的影響

（一）風電接入對電網穩定性與電能質量造成的影響

若無其它單獨要求，通常會把風力發電設備接入在電網的末端，以至使傳統電網當中單電源的分布結構產生一定變化，從而促進電流的流向和分布也隨之出現變化。不過，在風電功率逐漸增大的時候，非常容易致使風電場附近電網中的局部電壓過大。如若這種現象比較嚴重，那么將會致使整個電力系統都處于崩潰狀態。

（二）風電接入對繼電保護造成的影響

如果風電機組的切入頻率過高，那么便會影響到接觸器，使其整個運行壽命減少，若情況較為嚴重，可能會致使接觸器毀壞。因此，為了讓風電機組的投頻率得到更好的控制，必須在風向期間確保風力發電機組和電網的連接。如若風速在啟動風速的附近波動，那么這時便能夠讓風力發電機實行短期運行。在這樣的形勢下，流經風電場與電網聯絡線的功率，在某些時候也許為雙向。如若發電場將配電網接入電網末端，將會使電網的配電保護裝置受到一定干擾。因此，在安裝風電場保護裝置的過程中，一定要將這一關鍵因素對電網產生的影響加以考慮。

（三）風電接入位置對電流保護造成的影響

在配電網當中，經常會使用的電流保護方法，一般是通過限時電流速斷保護、電流速斷保護與過電流保護構成。依據各種類型風力發電機組故障特性，便能夠很好的了解到，風機提供的短路電流會快速減弱，經過對風電接入位置，在故障點上游與下游的比較，則能夠獲得結論：風電接入不同位置時，其誤動、拒動范圍和可靠系數、風機接入容量、線路長短會產生直接聯系。[2]

三、改進風電接入對電力系統產生影響的有效方法

（一）對電能質量進行改善

針對風力發電而言，影響其致使電壓波動與閃變現象的關鍵因素，就是 SCR比（并網風電場的公共連接點短路比）與 x/ R比（電網的線路電抗/電阻比）。如若 SCR的值更大，那么風力發電機組致使的電壓波動與閃變便更小。如若電網線路的 x/ R比值處于比較合理的范圍以內，那么無功率致使的電壓波動便能夠對有功率致使的電壓波動做出補償，以此減輕平均閃變值。所以，將電容器組加以合理設置，對于電壓偏差與電壓變動能夠起到較好的抑制作用。

（二）極限電路和電網保護

針對風電場而言，我國當前已經形成了一定規模，其應用的極限電路和電網的保護大部分為35kV的繼電保護裝置。因此則可以看出，作為分布式的供應電源，風力發電和普通配電網絡之間有所差異。另外，風電場的故障電流還具備了持續時間相對比較短的特征，而風力發電機的是否能夠處于正常運行狀態，將會受到自然現象的較大影響。僅是按照本地的信息來實行繼電保護，那么對于繼電保護質量來講便會非常有限。在整個風電繼電保護裝置當中，把已有的先進通信技術和智能化的電網技術加以合理應用，從而將全新的線路和繼電保護體系構建出來，這對于整個風力發電的進一步發展能夠起到很好的促進作用。

（三）調整保護裝置

在電力系統中將風電接入的時候，一定要對風力發電帶來的故障電流加以考慮，這樣更便于再次調整與保護配電網，在整定與設置風電場保護裝置的的過程中，對于風電場和電網聯絡線的功率流向也需要進行深入思考。通常在實際配置與調整時，都是根據終端變電站的方案完成。針對系統的故障處理方式而言，關鍵是依靠整個配電網的保護實行，使用的保護方式通常都是低電壓、低電流保護等。在采用有關措施的時候，應該逐步移除風力發電機所需要的機組，進而使維修期間的系統與風力電場之間的連接得以實現。在風力電場維護完成之后，把風力電場與系統重新連接成回路。在未來大規模風電接入電力系統的形勢下，那么就有必要做出相對更多的調整，不然將會在很大程度上影響到整個風電系統的運行可靠性。[3]

結束語：

風能是非常重要的一種可再生資源，其具備了環保效能高、經濟效益高的特征，這對于當前科技技術的進一步發展能夠起到較好的推動作用，所以在整個電力行業當中也占據了很大優勢。不過風電接入電網，對于電力系統與電網本身都會產生一定影響，因此，有關人員必須對此引起足夠重視，并采取與之相應的有效方法，將風力發電的性能加以改進，從而保證整個電力系統可以一直處于正常運行狀態。

參考文獻：

[1]樊旭東，田永杰，王亮.繼電保護標準化規范在工業企業電網的實際應用[J].中國石油和化工標準與質量. 2017，（17）：9-10.

[2]王鋅桐，王曉波，劉軍.多功能型繼電保護實驗裝置[J].安徽電氣工程職業技術學院學報.2017，（03）：116-121.

[3]韓繼業，李勇，段義隆，羅隆福，曹一家.適用于中高壓配電網的MMC-SST型電能質量綜合治理方法[J].電力系統及其自動化學報.2017，（09）：42-47.

作者簡介：祁建澤，男，19歲，黑龍江工業學院 電氣與信息工程系15級電氣工程及其自動化專業，在校學生。