大规模风电并网引起的电力系统运行问题及应对策略研究

【摘 要】在当前的电力系统中，风力发电所占的比例越来越高。只有大规模的进行风电并网，才能保证合理、高效地运用风能。风电进行并网时，难免会给电能质量和电力系统的稳定性造成一定程度的影响。本文结合大规模风电并网引起的电力系统运行问题及应对策略研究的实际情况，对大规模风电接入对电网电压造成的影响以及风电场电压控制问题、大规模风电接入对电网稳定性的影响以及风电机组低电压穿越能力问题进行了较为细致、深入地解析，指出了大规模风电接入对电网调度运行的影响以及风电功率预测的必要性，希望能够对大规模风电并网引起的电力系统运行问题及应对策略研究的实践工作发挥重要的借鉴作用。

【关键词】风电并网；电力系统；风力发电

0 引言

为了加快推动我国大规模风力发电的进程，我们应该加强对风电并网技术的研究，大幅度减少大规模风电场接入以后给电力系统带来的不利影响。风力发电的重要特征是：污染少、较大的储量和可再生。一般来说，难以调度和预测风能的主要原因在于：风具有较大的间接性和随机性，导致风电场有功出力有着相当大的波动性。风电具有相当广泛的应用前景，正如《可再生能源“十二五”规划》所述，未来几年内风电很极有可能成为三大主要能源之一。风电并网会严重影响电网正常运行的根本原因在于：在电网之中，风电所占的比例越来越大。风电并网会产生一定的负面影响，如果不能及时消除这些负面影响，会阻碍我国未来的风电建设和规划进一步发展。为了保证电力系统在大规模风电接入之后依然能够安全、稳定地运行，我们应该针对大规模风电并网产生的一系列实际问题，提出切实可行的技术方案。

1 大规模风电接入对电网电压造成的影响以及风电场电压控制问题

从目前看来，我国相当一部分地区具有十分丰富的风能资源，这些地区和负荷中心之间有着遥远的距离。当大规模风力发电无法顺利完成相应的任务时，我们只有采用相应的方式，才能确保负荷中心能够成功接收到风能。这个方式是：采用输电网进行远距离传输。从某种意义上说，在产生相当高的风电场风电出力前提下，通过远距离输送的风电功率数量过大时，会出现一些负面影响。这些负面影响包括：大幅度增加了电网线路的无功损耗和风电场的无功需求、较大的线路压降、大幅度降低温度裕度、电网的无功欠缺和严重影响局部电网的电压稳定性等等。这里需要指出的是，为了进一步完善和改进风电接入地区电压稳定性和电网的电压水平，我们应该采用符合一定标准的双馈变速风电机组，充分强调网架结构。这个标准是：具备相应的电压无功控制能力。

2 大规模风电接入对电网稳定性的影响以及风电机组低电压穿越能力问题

在电网之中，风电装机所占的比例是相当大的。电网在风电接入之后暂态稳定性会产生一定变化的主要原因在于：风电接入既会对整个系统的惯量、电网已有的潮流分布和相关线路的传输功率进行相应的改变，又会发生一系列电压稳定的复杂情况。如果某个地区具有十分强大的电网，为了保证该地区有关电网具有良好的暂态电压稳定性，在电力系统出现故障以后，我们应该确保相应的风电机组在满足一定条件的前提下，能够及时恢复机端电压，保持安全、稳定的运行状态。这个条件是：及时、高效的将电力系统出现的故障清除完毕。反之，如果某个地区不具备强大的电网，导致该地区电网暂态电压稳定性遭受较为严重破坏的原因在于：风电机组运行速度过快，稳定性较差。在清除电力系统故障之后，风电机组依然不能及时将机端电压重新建立起来。只有我们采用一系列积极、有效的措施，才能确保该地区电网的暂态电压稳定性。不管风机并网点电压是否出现跌落现象，风机始终维持在并网状态。为了及时恢复电网电压，促使电网正常运行，电网会在一个时间段收到风机提供的无功功率，从而形成低电压时间的“穿越”。在电网中，风电所占比例不同，发生的情况也不同，有关方面解决问题的方式必须做出相应的调整。

另外，在这里需要强调的是，大规模风电接入对电网调度运行的影响以及风电功率预测的必要性。为了大幅度降低风电接入对备用容量的相应标准以及对电网调度产生较为不利的影响，开展风电功率预测势在必行。

3 结语

总而言之，大规模风电并网引起的电力系统运行问题及应对策略研究具有十分重要的现实意义。随着风电行业逐渐步入高速发展时期，风电并网引发的一系列问题，逐渐引起了有关方面的高度重视。随着当今时代不断的变化与发展，大规模风电并网面临着较为巨大的挑战和机遇。风电作为一种相当重要的清洁能源，它既能够大幅度降低燃料成本，又能够不断增强社会效益与环境效益。文章结合大规模风电并网引起的电力系统运行问题及应对策略研究的实际情况，对大规模风电接入对电网电压造成的影响以及风电场电压控制问题、大规模风电接入对电网稳定性的影响以及风电机组低电压穿越能力问题进行了阐述和分析，提出了大规模风电接入对电网调度运行的影响以及风电功率预测的必要性，希望能够实现促进大规模风电并网引起的电力系统运行问题及应对策略研究的目标。

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