風(fēng)電接入對電力系統(tǒng)的影響

摘要：風(fēng)力發(fā)電屬于可持續(xù)綠色清潔能源，其具備了經(jīng)濟(jì)環(huán)保等諸多優(yōu)勢，并且已經(jīng)逐漸變成目前能源電力發(fā)展的新趨勢，所以獲得了廣泛開發(fā)和運(yùn)用。不過在風(fēng)力具體發(fā)電過程中，對于電力系統(tǒng)會產(chǎn)生一定干擾，從而使電能的質(zhì)量受到直接影響。本文主要根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障的特征，闡述了風(fēng)電接入對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，進(jìn)而對此提出了有關(guān)改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電；電力系統(tǒng)；改進(jìn)方法

在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展中，為了讓能源的利用效率得到有效提升，進(jìn)而使可持續(xù)發(fā)展得以實(shí)現(xiàn)，開發(fā)新能源并將此加以運(yùn)用，不僅是國內(nèi)電力行業(yè)今后得到進(jìn)一步發(fā)展的主要趨勢，并且這也是我國戰(zhàn)略性發(fā)展的必然需求。不過，在我國風(fēng)電得到快速發(fā)展的同時，已經(jīng)存在的傳統(tǒng)電源對于電網(wǎng)運(yùn)行的調(diào)控能力，也會因?yàn)轱L(fēng)電場并網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)充而隨之降低，以至使風(fēng)電接入對電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量和安全穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響。

一、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障的特性

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

二、風(fēng)電接入對電力系統(tǒng)的影響

（一）風(fēng)電接入對電網(wǎng)穩(wěn)定性與電能質(zhì)量造成的影響

若無其它單獨(dú)要求，通常會把風(fēng)力發(fā)電設(shè)備接入在電網(wǎng)的末端，以至使傳統(tǒng)電網(wǎng)當(dāng)中單電源的分布結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定變化，從而促進(jìn)電流的流向和分布也隨之出現(xiàn)變化。不過，在風(fēng)電功率逐漸增大的時候，非常容易致使風(fēng)電場附近電網(wǎng)中的局部電壓過大。如若這種現(xiàn)象比較嚴(yán)重，那么將會致使整個電力系統(tǒng)都處于崩潰狀態(tài)。

（二）風(fēng)電接入對繼電保護(hù)造成的影響

如果風(fēng)電機(jī)組的切入頻率過高，那么便會影響到接觸器，使其整個運(yùn)行壽命減少，若情況較為嚴(yán)重，可能會致使接觸器毀壞。因此，為了讓風(fēng)電機(jī)組的投頻率得到更好的控制，必須在風(fēng)向期間確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)的連接。如若風(fēng)速在啟動風(fēng)速的附近波動，那么這時便能夠讓風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)行短期運(yùn)行。在這樣的形勢下，流經(jīng)風(fēng)電場與電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的功率，在某些時候也許為雙向。如若發(fā)電場將配電網(wǎng)接入電網(wǎng)末端，將會使電網(wǎng)的配電保護(hù)裝置受到一定干擾。因此，在安裝風(fēng)電場保護(hù)裝置的過程中，一定要將這一關(guān)鍵因素對電網(wǎng)產(chǎn)生的影響加以考慮。

（三）風(fēng)電接入位置對電流保護(hù)造成的影響

在配電網(wǎng)當(dāng)中，經(jīng)常會使用的電流保護(hù)方法，一般是通過限時電流速斷保護(hù)、電流速斷保護(hù)與過電流保護(hù)構(gòu)成。依據(jù)各種類型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障特性，便能夠很好的了解到，風(fēng)機(jī)提供的短路電流會快速減弱，經(jīng)過對風(fēng)電接入位置，在故障點(diǎn)上游與下游的比較，則能夠獲得結(jié)論：風(fēng)電接入不同位置時，其誤動、拒動范圍和可靠系數(shù)、風(fēng)機(jī)接入容量、線路長短會產(chǎn)生直接聯(lián)系。[2]

三、改進(jìn)風(fēng)電接入對電力系統(tǒng)產(chǎn)生影響的有效方法

（一）對電能質(zhì)量進(jìn)行改善

針對風(fēng)力發(fā)電而言，影響其致使電壓波動與閃變現(xiàn)象的關(guān)鍵因素，就是 SCR比（并網(wǎng)風(fēng)電場的公共連接點(diǎn)短路比）與 x/ R比（電網(wǎng)的線路電抗/電阻比）。如若 SCR的值更大，那么風(fēng)力發(fā)電機(jī)組致使的電壓波動與閃變便更小。如若電網(wǎng)線路的 x/ R比值處于比較合理的范圍以內(nèi)，那么無功率致使的電壓波動便能夠?qū)τ泄β手率沟碾妷翰▌幼龀鲅a(bǔ)償，以此減輕平均閃變值。所以，將電容器組加以合理設(shè)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(wǎng)保護(hù)

針對風(fēng)電場而言，我國當(dāng)前已經(jīng)形成了一定規(guī)模，其應(yīng)用的極限電路和電網(wǎng)的保護(hù)大部分為35kV的繼電保護(hù)裝置。因此則可以看出，作為分布式的供應(yīng)電源，風(fēng)力發(fā)電和普通配電網(wǎng)絡(luò)之間有所差異。另外，風(fēng)電場的故障電流還具備了持續(xù)時間相對比較短的特征，而風(fēng)力發(fā)電機(jī)的是否能夠處于正常運(yùn)行狀態(tài)，將會受到自然現(xiàn)象的較大影響。僅是按照本地的信息來實(shí)行繼電保護(hù)，那么對于繼電保護(hù)質(zhì)量來講便會非常有限。在整個風(fēng)電繼電保護(hù)裝置當(dāng)中，把已有的先進(jìn)通信技術(shù)和智能化的電網(wǎng)技術(shù)加以合理應(yīng)用，從而將全新的線路和繼電保護(hù)體系構(gòu)建出來，這對于整個風(fēng)力發(fā)電的進(jìn)一步發(fā)展能夠起到很好的促進(jìn)作用。

（三）調(diào)整保護(hù)裝置

在電力系統(tǒng)中將風(fēng)電接入的時候，一定要對風(fēng)力發(fā)電帶來的故障電流加以考慮，這樣更便于再次調(diào)整與保護(hù)配電網(wǎng)，在整定與設(shè)置風(fēng)電場保護(hù)裝置的的過程中，對于風(fēng)電場和電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的功率流向也需要進(jìn)行深入思考。通常在實(shí)際配置與調(diào)整時，都是根據(jù)終端變電站的方案完成。針對系統(tǒng)的故障處理方式而言，關(guān)鍵是依靠整個配電網(wǎng)的保護(hù)實(shí)行，使用的保護(hù)方式通常都是低電壓、低電流保護(hù)等。在采用有關(guān)措施的時候，應(yīng)該逐步移除風(fēng)力發(fā)電機(jī)所需要的機(jī)組，進(jìn)而使維修期間的系統(tǒng)與風(fēng)力電場之間的連接得以實(shí)現(xiàn)。在風(fēng)力電場維護(hù)完成之后，把風(fēng)力電場與系統(tǒng)重新連接成回路。在未來大規(guī)模風(fēng)電接入電力系統(tǒng)的形勢下，那么就有必要做出相對更多的調(diào)整，不然將會在很大程度上影響到整個風(fēng)電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。[3]

結(jié)束語：

風(fēng)能是非常重要的一種可再生資源，其具備了環(huán)保效能高、經(jīng)濟(jì)效益高的特征，這對于當(dāng)前科技技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展能夠起到較好的推動作用，所以在整個電力行業(yè)當(dāng)中也占據(jù)了很大優(yōu)勢。不過風(fēng)電接入電網(wǎng)，對于電力系統(tǒng)與電網(wǎng)本身都會產(chǎn)生一定影響，因此，有關(guān)人員必須對此引起足夠重視，并采取與之相應(yīng)的有效方法，將風(fēng)力發(fā)電的性能加以改進(jìn)，從而保證整個電力系統(tǒng)可以一直處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]樊旭東，田永杰，王亮.繼電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范在工業(yè)企業(yè)電網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2017，（17）：9-10.

[2]王鋅桐，王曉波，劉軍.多功能型繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2017，（03）：116-121.

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

作者簡介：祁建澤，男，19歲，黑龍江工業(yè)學(xué)院 電氣與信息工程系15級電氣工程及其自動化專業(yè)，在校學(xué)生。