分散式風電并網規劃方法策略分析

許崇偉

（中國水電建設集團新能源開發有限公司，天津300450）

1 分散式風電的特點

1.1 分散式風電

風電是風力發電的簡稱，具體是指將風能轉換電能。分散式與集中式相對應，是一種比較常用的模式，其優勢在于成本低、占地少、環境適應性強等[1]。分散式風電機組通常布設在負荷的周圍，這樣做的主要目的是確保機組不進行遠距離、大規模的電力輸送，由分散式風電機組產生的電能中有一少部分直接供給電力用戶，其余的部分則全部并入大電網當中。

1.2 特點分析

1.2.1 分散式風電的優點

分散式風電對環境具有較強的適應性，在絕大多數地形地貌中均可應用，由此使得風能的利用率得到顯著提升；由于分散式風電的容量相對較小，從而使其占地面積也比較小，這在一定程度上節省了空間，減少了土地資源的占用；對于用電需求不足的地區，采用分散式風電，不需要改造電網，工程造價低，有利于輸電需求成本的降低[2]。

1.2.2 分散式風電的缺點

在肯定分散式風電優點的同時，其缺點也不容忽視，如分散式風電接入電網容易引起電壓波動，風電機組與接入點之間的距離是波動幅度的決定性因素；分散式風電并網時，會造成諧波污染；若是分散式風電在調峰較為困難的地區使用，會使調峰問題加重；分散式風電并網后，會對電網中的繼電保護裝置造成不利影響。

2 分散式風電并網規劃方法策略

分散式風電并網后會引起電壓波動，與波動幅度有關因素為風電的接入位置和裝機容量，由此使得選址與定容成為分散式風電并網規劃中的重要內容[3]。以下從選址和定容兩個方面對分散式風電并網規劃方法進行論述。

2.1 分散式風電并網規劃中的選址策略

2.1.1 選址中需要考慮的因素

在分散式風電并網規劃過程中進行選址時，需要考慮的因素相對較多，具體如表1 所示。

表1 分散式風電并網規劃選址中需重點考慮的因素

2.1.2 選址要點

在進行分散式風電并網規劃選址時，可將距離市區或是農田邊界附近作為首選位置，然后與土地規劃部門取得聯系，根據測繪地圖上標注的土地性質，借助三維地圖輔助工具，在標注的區域內對風電機組的機位進行初步確定；隨后工作人員應當進行實地考察，利用定位裝置，對機位之間的距離以及機位與附近建筑物之間的距離進行復核；在對分散式風電機組的機位進行選擇時，應當確保所選的機位處于建設用地的范圍以內，并盡可能避開如下區域：多水沼澤、基本農田、礦區、風景區、文物保護區、林區、軍事區等。需要特別注意的是，不得跨河在河流兩側進行選址，更不可以將機位設置在背風口。

2.2 分散式風電并網規劃中的定容方法

2.2.1 定容方法

當分散式風電機組的建設位置選好之后，便需要對機組的裝機容量進行確定，這是并網規劃的重中之重，必須予以高度重視。如果裝機容量不合理，則會在并網后，對電網造成不利影響。在對風電機組裝機容量進行確定的過程中，應當對電網的運行特點，及其負荷性質等因素加以充分考慮，同時還要分析風電的出力特性。目前，可用于確定分散式風電機組裝機容量的方法相對較多，其中具有典型性和代表性的方法包括混合模型法、負荷分類法以及模擬法。下面分別對這幾種方法進行分析。

①混合模型法。該定容方法的核心是統計分析模型，主要由以下兩個部分組成，一部分是固定效應，另一部分是不包含隨機誤差的隨機效應。據此，可構建包含電網負荷及風電出力在內的模型，并利用統計分析的方法，將相關數據代入模型當中，從而確定出風電機組的最佳裝機容量。該方法中的關鍵數據為電網負荷數據及測風數據。通過該方法能夠在相對較短的時間內找到最優的匹配系數，這個系數與變電站的平均負荷變化有關，與最優匹配系數相對應的風電機組裝機容量就是變電站可接納的分散式風電最大裝機容量。

②負荷分類法。該方法的基本原理如下：當電網中的主要負荷為Ⅰ類負荷時，可將分散式風電機組的裝機容量確定為電網長期運行的最大負荷。這是因為在Ⅰ類負荷的前提下，為確保電網的供電可靠性，需要為此類負荷配置一主一備兩個電源進行供電，如果主電源出現故障，則備用電源會快速投入，從而保證為負荷進行持續供電；當電網中的主要負荷為Ⅱ類負荷時，可將分散式風電機組的裝機容量確定為電網長期運行最大負荷的60%～70%，這是因為想要保證Ⅱ類負荷的供電可靠性，需要配置雙回路電源為此類負荷進行供電，即便其中一個電源失效，另外的電源仍然能夠為大部分Ⅱ類負荷進行供電。

③模擬法。該方法是通過風資源評估分析軟件，如WASP等，對分散式風電的出力特性進行模擬，并與電網負荷進行匹配，再將風電機組的平均日出力和月出力特性與電網運行的負荷曲線進行擬合，據此對裝機容量進行確定。運用模擬法對分散式風電機組的裝機容量進行確定的過程中，可將相關的數據代入下式：P分散=aP平均/A （1）

式（1）中的P分散代表分散式風電機組的裝機容量；a 表示系數；P平均表示變電站年均負荷；A 表示風電場的綜合折減系數，取值為0.25～0.35。

在上述三種定容方法中，模擬法的準確性最高，因此，在實際項目中，可運用模擬法對分散式風電并網規劃的裝機容量進行確定。

2.2.2 實例分析

通過對某地區的配電網變電站全年負荷數據及該變電站周邊一年的測風數據進行收集，由相關數據可知，該變電站全年的最大和最小負荷分別為110MW 和18MW，年平均負荷為51MW；風電的最大和最小出力分別為34.15MW 和0，年均出力為13MW。隨后從收集到的數據中選取出各個季度典型日24h 的電網負荷曲線，與風電場的年均出力曲線（如圖1 所示）進行對比。

利用上文中的模擬法進行計算，最終得出如下結果：該變電站可接納的風電機組裝機容量為49.5MW，據此可對分散式風電并網規劃中的機組裝機容量進行確定。

3 結論

綜上所述，在分散式風電并網規劃過程中，需要重點考慮的方面有兩個，即選址和定容。選擇地址時，除了要明確相關的因素之外，還要掌握選址要點。在定容時，要保證所選的定容方法合理可行，從而使最終確定的裝機容量滿足并網要求。