分散式風(fēng)電接入對(duì)地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行影響淺談

崔峰 李永亮

摘要：電能是人們?nèi)粘Ｉ詈蛷氖陆?jīng)濟(jì)生產(chǎn)時(shí)所必需的能源之一。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升，人們對(duì)于新能源的開發(fā)利用也逐漸增多，風(fēng)能作為一種清潔高效的新能源，已經(jīng)成為全球各國(guó)致力于解決環(huán)境污染、能源危機(jī)的共同選擇。我國(guó)幅員遼闊，陸疆總長(zhǎng)達(dá)2萬(wàn)多公里，海岸線1.8萬(wàn)多公里，風(fēng)能資源非常豐富。發(fā)展風(fēng)力發(fā)電已是我國(guó)能源開發(fā)的一項(xiàng)重要舉措，風(fēng)電已成為我國(guó)能源的重要組成部分，其中分散式風(fēng)電以建設(shè)成本小、應(yīng)用范圍廣泛、需求市場(chǎng)大等優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)被譽(yù)為下一片藍(lán)海。分散式風(fēng)電接入電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行，能夠給地區(qū)電網(wǎng)電能質(zhì)量、電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)穩(wěn)定性等方面帶來(lái)較大的影響。本篇文章首先進(jìn)行分散式風(fēng)電的定義和界定標(biāo)準(zhǔn)介紹，再結(jié)合分散式風(fēng)電接入地區(qū)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況談一談其對(duì)地區(qū)電網(wǎng)所帶來(lái)的影響，并提出一些建議。

關(guān)鍵詞：分散式風(fēng)電??地區(qū)電網(wǎng) ?運(yùn)行影響

引言：依據(jù)我國(guó)關(guān)于生態(tài)文明建設(shè)和綠色新能源開發(fā)的相關(guān)政策以及分散式風(fēng)電的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，對(duì)分散式風(fēng)電的開發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)成為未來(lái)新能源發(fā)展的重要組成部分之一，并且在現(xiàn)階段已經(jīng)取得了不小的成果。但從性能和電力供輸穩(wěn)定性上來(lái)講，分散式風(fēng)電接入地區(qū)電網(wǎng)后對(duì)電網(wǎng)的電壓、用電質(zhì)量以及繼電保護(hù)的設(shè)置提出了新的標(biāo)準(zhǔn)要求，也為地區(qū)電網(wǎng)的運(yùn)行帶來(lái)了一些影響。分散式風(fēng)電的接入會(huì)對(duì)地區(qū)電網(wǎng)的性能和狀態(tài)產(chǎn)生一定程度上的干擾，必須要予以及時(shí)的技術(shù)解決。

一、分散式風(fēng)力發(fā)電定義

當(dāng)前我國(guó)對(duì)于集中式風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的建設(shè)已經(jīng)逐漸成熟，國(guó)內(nèi)風(fēng)力資源豐富的地區(qū)已經(jīng)基本完成了風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的建設(shè)和投入使用。作為對(duì)風(fēng)電發(fā)展新模式的摸索，國(guó)家能源局于2018年4月16日印發(fā)《分散式風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)暫行管理辦法》。

分散式風(fēng)力發(fā)電主要是指利用大規(guī)模的風(fēng)電機(jī)進(jìn)行電力能源的轉(zhuǎn)化和生產(chǎn)，通過(guò)不大于110千伏及以下的電壓等級(jí)接入到地區(qū)電網(wǎng)，并在110千伏及以下電壓等級(jí)內(nèi)消納，不向110千伏的上一級(jí)電壓等級(jí)電網(wǎng)反送電。通常情況下，分散式風(fēng)電是由同一生產(chǎn)商在固定的地區(qū)范圍之內(nèi)提供電能供應(yīng)和電網(wǎng)以及設(shè)備維護(hù)服務(wù)的電力系統(tǒng)[1]。風(fēng)電發(fā)電場(chǎng)一般會(huì)設(shè)置在距離地區(qū)用戶較近距離的地理位置進(jìn)行電力能源轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的，其主要是為提高電力供應(yīng)的傳輸速率和供電穩(wěn)定考慮，其構(gòu)造會(huì)分為多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并構(gòu)成較為統(tǒng)一的并網(wǎng)區(qū)域。

二、分散式風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)和形式概述

（一）分散式風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)

分散式風(fēng)力發(fā)電具有極高的能源擴(kuò)充和開發(fā)性優(yōu)勢(shì)，其無(wú)論是在任何時(shí)間都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力能源的生產(chǎn)，并且結(jié)合太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的互補(bǔ)能夠最大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)白晝時(shí)間對(duì)電能的生產(chǎn)，充分的實(shí)現(xiàn)了對(duì)自然資源的利用。而且分散式風(fēng)力發(fā)電的建設(shè)規(guī)模限制較小，投入建設(shè)的經(jīng)濟(jì)成本較少，占地面積也不大，尤其是在一些缺乏建設(shè)資源和生產(chǎn)資源的山區(qū)、小島等地區(qū)能夠適應(yīng)較為負(fù)責(zé)的地理環(huán)境，不會(huì)受到地區(qū)惡劣環(huán)境的影響，也不需要結(jié)合多種條件環(huán)境的考慮。此外，分散式發(fā)電能夠?qū)㈦娔艿膫鬏斁嚯x最大程度上縮短，這樣一來(lái)，對(duì)于電能線路傳輸過(guò)程中所造成的損耗也降至了最低，最大程度上提高了電力能源的利用率和降低了電力傳輸中線損的成本損失。所以目前分散式發(fā)電和并網(wǎng)是惠及地區(qū)用電市場(chǎng)的新生態(tài)環(huán)境技術(shù)，具有極高的應(yīng)用價(jià)值和社會(huì)價(jià)值^[2]。

（二）分散式風(fēng)力發(fā)電的形式

分散式風(fēng)力發(fā)電在地區(qū)電網(wǎng)的接入需要以變電站和線路為主，通常是以原有的電網(wǎng)變電站和線路作為基礎(chǔ)進(jìn)行改裝接入，以符合風(fēng)電電壓傳輸標(biāo)準(zhǔn)為基本設(shè)定進(jìn)行電網(wǎng)接入，對(duì)于其他等級(jí)的相關(guān)設(shè)施也是采取最小幅度的擴(kuò)建，以節(jié)省投入成本。同時(shí)接入地區(qū)電力網(wǎng)絡(luò)時(shí)的電力系統(tǒng)變壓器要做出降壓調(diào)整和采用原有電壓以下等級(jí)的配電器。對(duì)于電網(wǎng)的接入點(diǎn)總量也要進(jìn)行重新規(guī)劃和調(diào)整，將同一接入點(diǎn)的風(fēng)電裝機(jī)容量最大值要做到不超過(guò)最大可容量的設(shè)置，以防止風(fēng)電裝機(jī)接入電網(wǎng)運(yùn)行后增大運(yùn)行安全隱患。

分散式風(fēng)力發(fā)電的形式可采用風(fēng)力發(fā)電與太陽(yáng)能發(fā)電、儲(chǔ)能等形成組合式發(fā)電系統(tǒng)的形式進(jìn)行互補(bǔ)發(fā)電。其不但能夠增強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電的電壓穩(wěn)定和電能補(bǔ)充，還能夠有效的促進(jìn)對(duì)電力能源的擴(kuò)大性生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。尤其是在采用風(fēng)力與太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的互補(bǔ)式發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)合使用，目前已經(jīng)成為新能源開發(fā)與應(yīng)用的主要研究方向。無(wú)論在時(shí)間還是在地區(qū)性差異上都能夠?qū)崿F(xiàn)較好的電能補(bǔ)充性^[3]。

三、分散式風(fēng)電接入對(duì)地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際影響分析

（一）分散式風(fēng)電接入對(duì)地區(qū)電網(wǎng)的用電質(zhì)量影響

通常情況下如果電力供應(yīng)系統(tǒng)和電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行較為正產(chǎn)高的狀態(tài)下，分散式風(fēng)力發(fā)電接入點(diǎn)的電壓設(shè)置和測(cè)量是以獲得的電壓為實(shí)際的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)際電壓的測(cè)量和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電壓的核定。地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)的電能穩(wěn)定性的衡量標(biāo)準(zhǔn)通常稱為用電質(zhì)量，在較為正常的狀態(tài)下的電力電網(wǎng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的正弦波是需要保持決定對(duì)稱的，但由于會(huì)受到一定程度上的因素或環(huán)境條件影響，尤其是電磁干擾等具有較大不確定性因素的影響會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)波形位移或相變情況，而這些問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響電能質(zhì)量水平，從而出現(xiàn)電壓不平衡、電壓波動(dòng)與閃變、波形的失真和電網(wǎng)間諧波等問(wèn)題情況。另一方面，地區(qū)電網(wǎng)電壓必須要保持在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)才能夠?qū)崿F(xiàn)功能的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也不會(huì)造成對(duì)其它電力系統(tǒng)設(shè)備的影響，而這些都是保證電能質(zhì)量和輸出質(zhì)量的基本條件。所以為降低分散式電壓對(duì)電網(wǎng)電壓影響出現(xiàn)電壓偏差的現(xiàn)象可以選擇添加無(wú)功電源，其所產(chǎn)生的無(wú)功功率無(wú)法對(duì)外做功，僅僅作為電網(wǎng)系統(tǒng)電壓的支撐存在，其是目前較為適合使用在分散式風(fēng)電接入地區(qū)電網(wǎng)時(shí)電壓調(diào)節(jié)的設(shè)定技術(shù)^[4]。

（二）分散式風(fēng)電接入對(duì)地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響

從目前分散式風(fēng)電接入地區(qū)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)看，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性判定的標(biāo)準(zhǔn)是其電能質(zhì)量，配電系統(tǒng)的調(diào)壓規(guī)則是以電能經(jīng)由變電站流向用戶為主要依據(jù)，而分散式風(fēng)電接入地方電網(wǎng)后會(huì)改變電源的結(jié)構(gòu)，配電系統(tǒng)的電源從放射狀轉(zhuǎn)變?yōu)槎嚯娫唇Y(jié)構(gòu)，電源的流向和結(jié)構(gòu)都發(fā)生了變化，進(jìn)而引起電網(wǎng)系統(tǒng)中的部分電壓也發(fā)生了變化，這就影響了地區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定性。要解決這一不穩(wěn)定的波動(dòng)能夠就需要在接入時(shí)配置一定容量的無(wú)功補(bǔ)償裝置，并做出恒電壓模式進(jìn)行調(diào)節(jié)^[5]。

（三）分散式風(fēng)電接入對(duì)地區(qū)電網(wǎng)未來(lái)規(guī)劃的影響

電網(wǎng)系統(tǒng)的電能生產(chǎn)與傳輸規(guī)模不斷擴(kuò)大，電力能源的需求也在不斷的增大，分散式風(fēng)電在地區(qū)電源的接入和規(guī)劃由于其技術(shù)研發(fā)程度仍存在河大的不確定性以及問(wèn)題，需要相關(guān)單位和配電網(wǎng)用戶進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，尤其是針對(duì)其難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)負(fù)荷的增長(zhǎng)情況會(huì)嚴(yán)重影響電網(wǎng)未來(lái)的規(guī)劃效果。因此，必須要使分散式風(fēng)電設(shè)備對(duì)于維護(hù)安全、運(yùn)行穩(wěn)定性以及實(shí)時(shí)調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行研究與開發(fā)，確保其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用調(diào)整^[6]。

結(jié)束語(yǔ)：

我國(guó)的國(guó)土資源極為豐富，也包含了多種地貌和氣候條件，對(duì)于電力能源的開發(fā)包含了風(fēng)力、水力和太陽(yáng)能等多種新能源的開發(fā)與研究應(yīng)用。風(fēng)力資源是我國(guó)開發(fā)較早和利用率較高的新能源之一，目前我國(guó)已將分散式風(fēng)電作為重點(diǎn)研究和建設(shè)的能源建設(shè)項(xiàng)目。國(guó)家和地區(qū)政府也都高度的重視對(duì)分散式風(fēng)電接入應(yīng)用的技術(shù)研究，就目前的技術(shù)水平和研發(fā)程度而言仍存在較多問(wèn)題和困難，相關(guān)部門和技術(shù)人員必修要針對(duì)存在的技術(shù)難題進(jìn)行大力的研究和仔細(xì)的分析，以找到完全的解決之策，推動(dòng)風(fēng)電接入電網(wǎng)應(yīng)用范圍的持續(xù)擴(kuò)大，為我國(guó)新能源的開發(fā)與建設(shè)提供充足的動(dòng)力。

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