風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)運行的影響

摘要 近年來，隨著社會的不斷進步和經(jīng)濟水平的提高，風(fēng)力發(fā)電憑借著經(jīng)濟實惠和綠色環(huán)保的優(yōu)勢在電網(wǎng)運行中得到了進一步的推廣運用及發(fā)展，并在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著極為重要的作用。本文介紹了我國現(xiàn)階段風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀，并就風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)運行在電網(wǎng)調(diào)度、電能質(zhì)量、電網(wǎng)安全性和穩(wěn)定性方面的影響進行了分析，最終提出了電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)對風(fēng)力發(fā)電和電網(wǎng)運行之間相互協(xié)調(diào)、共同發(fā)展采取的措施。

關(guān)鍵詞 風(fēng)力發(fā)電；電網(wǎng)運行；影響

0 引言

隨著風(fēng)電電源的規(guī)模在全網(wǎng)容量的比例上較大幅度的提升，致使常規(guī)電源在電網(wǎng)運行中，控制與調(diào)整的能力都被削弱了，而風(fēng)電電源在調(diào)壓任務(wù)、執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)配和抑制系統(tǒng)功率震蕩等工作上，很難與常規(guī)電源相持平，因而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)運行中就比較容易產(chǎn)生許多問題。針對這樣的情況，我國電力企業(yè)需盡快實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)運行，減少風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)運行的影響，使風(fēng)力發(fā)電與電網(wǎng)運行能夠協(xié)調(diào)的發(fā)展，進而確保電網(wǎng)企業(yè)在效益方面的最大化。

1 我國的風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀分析

在我國，風(fēng)力發(fā)電的起步較早，在產(chǎn)業(yè)化方面的發(fā)展也比較穩(wěn)定，因而風(fēng)力發(fā)電即將成為火力發(fā)電和水力發(fā)電后的第三個較大的發(fā)電電源。從風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)應(yīng)用上來說，我國的風(fēng)電企業(yè)都通過引進國外先進技術(shù)并對技術(shù)消化吸收，最終能夠把引進的技術(shù)經(jīng)過改革和創(chuàng)新這三個步驟來進行的。

我國風(fēng)力發(fā)電起始于二十世紀的50年代中后期，自從上個世紀的80年代時引入的55千瓦容量的風(fēng)電機投入到商業(yè)化開始運行后，經(jīng)過這些年的發(fā)展和進步，我國在風(fēng)電市場上已步入了穩(wěn)定、長久的發(fā)展之路。自2009年起，我國的風(fēng)力發(fā)電機總裝機容量大約為2600萬千瓦，居于世界第二，而新增的容量高達1300萬千瓦，已躍居世界首位。由此可見，我國電力企業(yè)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入了大跨步發(fā)展的一個階段。

我國的風(fēng)力發(fā)電和電網(wǎng)運行不夠協(xié)調(diào)，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)運行造成了極大的影響，而致使風(fēng)力發(fā)電和電網(wǎng)運行不夠協(xié)調(diào)的原因有三點：風(fēng)力發(fā)電和電網(wǎng)建設(shè)的步伐不統(tǒng)http:///
一、風(fēng)電的發(fā)展和規(guī)劃側(cè)重到資源方面的規(guī)劃和風(fēng)力發(fā)電的調(diào)峰容量不夠。這些因素都導(dǎo)致了風(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)運行中的影響，為此，大部分電網(wǎng)企業(yè)都在積極的作出影響分析并采取相應(yīng)的解決措施。

2 風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)運行的影響分析

2.1在電能質(zhì)量方面的影響

風(fēng)電機組在輸出功率時，產(chǎn)生的波動性會對其在運行中受到塔影、尾流、和湍流效應(yīng)造成影響，導(dǎo)致電壓波動、偏差或閃變等現(xiàn)象發(fā)生。風(fēng)力機組中異步的的電動機沒有獨立裝置且網(wǎng)前自身沒有電壓，因而在并網(wǎng)運行中有超過額定電流約5倍沖擊的電流，就會導(dǎo)致電壓快速下降的情況。同時，在變速式風(fēng)電機組里，大量的電力電子的變頻設(shè)備產(chǎn)生的間諧波和諧波也會造成電壓波形產(chǎn)生畸變，這些問題都會造成風(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)運行中對電能質(zhì)量的影響。

2.2在電網(wǎng)調(diào)度方面的影響

我國在風(fēng)力資源富集的地區(qū)，大部分電網(wǎng)都比較薄弱，負荷量較小，因而風(fēng)電功率在環(huán)境的約束下，在輸入時必然要對電網(wǎng)潮流分布進行調(diào)整和改變，這樣就對電網(wǎng)節(jié)點電壓產(chǎn)生了較大影響。風(fēng)能屬于不可控制的能源，它的間歇性和不穩(wěn)定性與風(fēng)電機組的發(fā)電量的間歇性和波動性，且網(wǎng)后風(fēng)電場又有反調(diào)節(jié)的特性，需預(yù)留更多的調(diào)峰容量和備用電源，所以加大了風(fēng)力發(fā)電的調(diào)度難度，對電網(wǎng)調(diào)度產(chǎn)生了極大的影響。

2.3在電網(wǎng)安全性和穩(wěn)定性方面的影響

電網(wǎng)在設(shè)計的時候，沒有考慮風(fēng)力發(fā)電機組在接入后，電網(wǎng)的末端會更改配電網(wǎng)的功率的單向流動這個問題，導(dǎo)致附近電網(wǎng)的電壓超出了安全的范圍。且大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電中的電量在注入電網(wǎng)的時候，也會影響到電網(wǎng)暫態(tài)和頻率的穩(wěn)定性，同時，短路的電流一旦超過了附近變電站的開光及母線的設(shè)備遮斷容量，也會對電網(wǎng)安全造成一定的影響。

3 電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)采取的解決措施

3.1減少在電能質(zhì)量方面的影響

電網(wǎng)企業(yè)首先應(yīng)改善及優(yōu)化電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，因為并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機組在公共連接點產(chǎn)生的短路情況的幾率越大，引起電壓動、偏差或閃變情況的幾率就越小。適合的網(wǎng)線路讓有功功率產(chǎn)生的電壓的波動可以補償?shù)舯粺o功功率產(chǎn)生的電壓的波動，所以，電網(wǎng)企業(yè)可以通過電網(wǎng)線路的調(diào)節(jié)來減少風(fēng)力發(fā)電在電能質(zhì)量方面的影響。其次，電網(wǎng)企業(yè)還應(yīng)著力提高電網(wǎng)電壓等級，改變輸電方式，將高壓的輸電方式轉(zhuǎn)換為超高壓的輸電方式，并設(shè)計新輸電線路安裝到相應(yīng)自動控制的裝置上，進而最大限度的減少風(fēng)力發(fā)電分配和傳輸在電能質(zhì)量方面產(chǎn)生的影響。

3.2減少在電網(wǎng)調(diào)度方面的影響

電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)大力加強對電網(wǎng)接納的研究，從根本上提升其對風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的電量的接受能力。同時，還應(yīng)掌握電網(wǎng)可以接受的最大限度風(fēng)電裝機的容量，將其作為在風(fēng)電并網(wǎng)發(fā)展和規(guī)劃上的參考數(shù)據(jù)，以便電網(wǎng)企業(yè)能夠盡快的完善風(fēng)力并網(wǎng)的技術(shù)評價的機構(gòu)，給風(fēng)電合理接入奠定良好的技術(shù)支撐。除此之外，電網(wǎng)企業(yè)還應(yīng)著力完善在風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)上電網(wǎng)調(diào)度方面的管理措施，通過風(fēng)電場風(fēng)

電功率的預(yù)測，合理安排其他的風(fēng)力發(fā)電機組的工作。

3.3減少在電網(wǎng)安全性和穩(wěn)定性方面的影響

電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)根據(jù)風(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)頻率控制、運行方式、電壓調(diào)整、故障水平、潮流分布和安全性及穩(wěn)定性中的影響，對其采取針對性的相應(yīng)解決措施，大力加強并深入風(fēng)電能力在電網(wǎng)接納里的研究，通過升級改善風(fēng)力并網(wǎng)，提高其相應(yīng)的電力設(shè)備的能力，以期能夠增加在風(fēng)電場周圍開關(guān)裝置的遮斷容量。同時，企業(yè)還應(yīng)加裝可以預(yù)防電網(wǎng)諧波的重要設(shè)備濾波器，進而確保電網(wǎng)暫態(tài)和頻率的穩(wěn)定性及安全性，減少對電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性的影響。

4 結(jié)論

綠色能源的風(fēng)力發(fā)電是未來利用新能源發(fā)電的主流，電網(wǎng)企業(yè)要做到風(fēng)力發(fā)電和電網(wǎng)運行之間相互協(xié)調(diào)、共同發(fā)展，就應(yīng)深入的分析當下阻礙風(fēng)力發(fā)電在發(fā)展過程中的瓶頸，并找出根本原因有針對性的給予相應(yīng)的措施來解決。總之，電網(wǎng)企業(yè)需掌握住風(fēng)力發(fā)展的政策導(dǎo)向和技術(shù)特點，積極解決風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)運行的影響，才能實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電與電網(wǎng)運行能夠協(xié)調(diào)的發(fā)展。

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