探究風電并網對電力系統調度運行的影響

劉玉良　何昌洋

摘要：隨著人們日益增長的物質文化需求導致能源枯竭和環境惡化，為改善地球環境，人們發現比常規能源發電更清潔且可再生的風力發電機制。因此一場保護環境的能源發電機制的革命由此誕生。但是風力和風電機組的不可控性以及電網中系統的電能質量成為了風力發電革命的關鍵性問題。與此同時為輸電能力和輸電阻塞的風電并網系統多區域協調調度提供了有力的發展依據。

關鍵詞：風力發電;技術領域;深入研究

風力發電、火力發電以及水力發電在科技日新月異的發展下逐漸成為了世界上的三大發電體系，其中風力發電具有對自然環境無危害，取之不盡，用之不竭的特點，同時風力發電也是最先進的技術，最天然的發電方式。因此，風力發電廣受各地電力企業的喜愛并成為了我國愿意付諸于全力去研究的技術領域之一。但是，隨著研究的推進和發展使得一些關鍵性問題不斷涌現出來，例如風速、風力等不確定性因素對風電并網之后系統運行產生的諸如發電系統頻率選調、電壓不穩等不可忽略的影響。所以，為了從源頭處解決諸如此類的問題，我們有必要對其展開一系列的深入研究。

1調節風電網頻率穩定的不可忽略性

自電力領域發展以來，我們國家自始至終都以功率和電壓等幾個方面作為電力系統相關科研研究的重中之重，但是卻始終忽略了同樣起著關鍵性作用的頻率穩定方面的諸多問題。社會生活日新月異，社會的發展變化就在我們周圍，面對日新月異的社會發展，由于人們對電力的需求不斷增加，隨之便導致了電力系統的頻率經常出現跳頻等極大影響城市電力系統的安全性問題，這些問題就像一顆隨時影響城市經濟發展的巨型炸彈。因此當代風電并網中的發電系統頻率問題必須作為重點進行專業性的研究。普通情況下風力發電的研究方法包括動態研究方法和靜態研究方法[1]。一般來說，動態研究方法研究過細，進程緩慢，因此在解決電力頻率問題上不能很好的在現實生活工作中進行應用。但是靜態研究方法具有直接明了和快速評估的特點，因此更能夠對電力系統頻率的穩定性問題進行深刻的剖析和研究，進而滿足現實生活中的用電需求。

2關于風電網系統頻率研究的重要價值

在現存的三種發電模式下水力發電及火力發電和風力發電相比較為穩定。在三種發電方式中風力發電因其風力大小的難控性導致其在電力功率的輸出以及電力的強弱差值變化極其不穩定等原因，從而使預期效果很難達到。隨著科技與社會的不斷發展，我國的風力發電機不斷增加，逐漸形成了規模型的風力發電網，同時也標志著我國進入了風力發電系統的發展期階段，這也在很大程度上促使我國必須深入研究風力發電系統的功率和風力發電系統在運行中的穩定性。在科技突飛猛進的時代，為使電力系統能夠安全平穩的運行和使用。我們不難發現，風力發電場本質上是一種客觀存在的對電力系統的穩定程度具有重要影響意義的關鍵干擾源之一。所以為達到資源利用的最大化，提高電力系統的穩定程度以及增強風力發電極致的工作效率，我們必須將電力系統頻率的研究放在首要研究地位。

3發電機電壓與系統電壓頻率的差穩定的研究

3.1風力發電機組并網

其一，風力發電機組并網兼顧模塊化設計和研究周期短兩大特點。風力發電機組操作簡單方便，其完成單臺風機的安裝、調試、啟動及最后投入使用僅需3個月時間。其二，風電機組并網設備對土地的使用率不高且對所使用的土地無質量要求。其三，風力發電機組并網系統以機器自動化為依托，可大幅度降低其對人力的需求。與此同時電力系統在運行中得到的效果也得到了明顯的提高，使無人值班的腳步又向前邁出了一個臺階，使電力系統效益的提高獲得了有力保障[2]。

3.2電壓穩定性受到風力發電機組并網所產生的影響

風力發電機組并網在電壓穩定的研究中有許多方法，其中控制量法具有較為高效、科學的顯著特點。首先通過建模（S=n1- n/n1，其中n代表轉子速度，n1代表同步轉速）研究電力系統工作情況，將變量設為S，與實際情況進行結合，兼顧間斷性、隨機性的原則，將風速、風力、電網負荷方程式（f （x，u， p） =0，其中，u為控制變量， p為實際參數，x為狀態變量）靈活的運用并展開運算，將能夠得出的結論進行對比。通過風力的大小、電網本身能夠承受的負荷以及風速等已知量進行科學的比較，發現其均會影響到電壓本身的穩定性，當這些相關變量一旦超出其本身可承載的最大值，將會對電力系統造成極大干擾，最終導致其出現電壓不穩等方面的問題，因此每一次實驗我們都需要小心謹慎。為能夠解決構造風電發電機組并網系統的框架，擬訂合理科學的策劃案，解決風力發電機組對電壓穩定的負面效果，規范并糾正其技術在實踐中的應用等重大問題我們必須整理和搜集對電力系統電壓產生影響的所有因素。

3.3電力系統頻率受到風力發電機組并網帶來的問題

作為始終是電網體系科研項目之一的電力系統穩定程度一直倍受相關科學界的關注，此項目意在通過確保風力發電機組并網戰略能夠科學有效的進行同時保障電力系統穩定程度以及規避部分地區供電不足、供電不穩和電力系統本身的低穩定等情況。隨著人們日益增長的物質文化需求致使電力系統越發的不穩定和其負荷只增不減，因此在眾多干擾源中風力干擾源被列在首位，為了能夠有效的對電力系統變化情況進行統計控制，使風力發電機組并網對電力系統頻率的負面影響大幅度減少可以通過實驗分析法、快速評估法進行更深一步的研究。技術工作人員通過各種與風力測試有關的高技術產品，同時加以規范的實驗素養進行操作，借用統計學方法對風力、風速以及不同負荷水平下探究風力系統受到的影響將（風力發電機組并網）電力系統的頻次變化情況的前后實驗進行對比。實際研究開始后，通過諸多繁雜的實驗并通過風速模擬機等專業的相關科學工具，最終得到了與風力發電機組并網和系統頻率穩定性的一系列相關研究結論。本次實驗的最大亮點在于將風力發電機組并網前后的數據以及系統頻率的高低進行深入的探討;然后通過改變風速的大小研究對電力系統頻率的影響度及其實際有效數值;最終，將風速大小和風力發電機的不同負荷作為不變量和可變量對整個發電機組和頻率帶來的問題[3]。

（1）在圖一中存在兩條曲線，一定條件不變的情況下，曲線1是風力發電機組在并網前的一個系統頻率曲線，不難看出，風力發電機組在并網后的頻率曲線圖則為曲線2。由圖可知在風力系統并網之后頻率出現了不規則且劇烈的波動，而在并網發生之前其頻率無波動異常。

（2）風力發電機組并網之后，其它條件不變的情況下只改變風速，其變化圖如圖二所示。

在圖二中不難觀察到，分別有在三種不一樣的風速下測得的電力系統頻率波動程度的a、b、c三條曲線。從中可以直觀的了解到，雖然圖中三條曲線的頻率偏差不同，波幅程度有差異，但曲線的波動方式和走向基本上相同。所以我們得出結論，其它條件不變的情況下，僅改變風速的大小，在風力并網之后會產生一定程度的影響，且不同的風速大小對其影響效果各有差異。

結語

綜上所述，電力系統發展趨勢為風力并網，這就需要技術人員在熟悉風力并網內涵，并關注電力系統的頻率和電壓穩定性的影響，在發生電壓震蕩的情況時，應該及時的下發電網調度報告，以保證電力系統的穩定性。而風力發電系統由于其具有無污染、純天然的特點，在我國將來段時間內其必超越其它發電系統方式及其產業模式。因此為使我國能夠強有力的發展社會科技，風力發電的發展就必須加以重視。

參考文獻

[1]龍雨嘉.探析風電并網對電力系統調度運行的影響[J].通訊世界，2019，26（03）：134-135.

[2]李雄春.淺析風電并網對電力系統調度運行的影響[J].民營科技，2018（11）：61.

[3]陳明星.探析風電并網對電力系統調度運行的影響[J].科技資訊，2017，15（25）：46-47.