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《風電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響及其策略》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、風電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響及其策略李夢云（武漢理工大學自動化學院，湖北武漢430070）【摘 要】目前，中國風電已超核電成為第三大主力電源。但風力電場等分布式電源對電力網(wǎng)絡(luò)的日益滲透的同時，給現(xiàn)代電力系統(tǒng)帶來了很多方面的影響，比如改變了電力網(wǎng)絡(luò)中能量傳遞的單向性，對現(xiàn)有配電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響（尤其是對電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的影響）。因此，對風電并入配電網(wǎng)后產(chǎn)生的影響及其應對策略進行相關(guān)的研究是非常具有現(xiàn)實意義的。介紹了風力發(fā)電目前的發(fā)展狀況和風電接入電網(wǎng)后對電力系統(tǒng)帶來的影響，尤其是針對風電場并網(wǎng)后對電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)電壓的穩(wěn)
2、定性，以風速和風電機組的功率因數(shù)作為影響因素，從原理上，分別分析其對含風電場的電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)電壓的影響。最后在此基礎(chǔ)上，提出初步的應對策略。..關(guān)鍵詞風力發(fā)電；電網(wǎng)；穩(wěn)態(tài)電壓；影響；策略0 前言隨著日益增長的電力負荷、能源的短缺、環(huán)境惡化的愈發(fā)嚴重，以及用戶要求電能質(zhì)量的提高，大家越來越關(guān)注DG（分布式發(fā)電）。研究表明，分布式發(fā)電的發(fā)展可以反映能源的綜合運用、電力行業(yè)的服務程度和環(huán)境保護的提升。尤其是其中的風力資源，因為其是可再生能源、開發(fā)潛力大、環(huán)境和經(jīng)濟效益好，因此得到了廣泛的應用，使風力發(fā)電成為分布式發(fā)電中重
3、要的發(fā)展方向，同時也使其成為一種當今新型能源中發(fā)展迅速的發(fā)電方式。1 風電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響風電場并入配電網(wǎng)，使輸電網(wǎng)對部分地區(qū)的電力輸送壓力得到緩解和電力系統(tǒng)的網(wǎng)損得到改善的同時，也對電力系統(tǒng)產(chǎn)生了許多不好的影響如電壓波動、閃變等。同時由于風具有隨機性，其輸入電網(wǎng)的有功和無功有很大的波動性。風速的不可預測這一特性，使我們不能對風電進行準確而又可靠地出力預測，我們需要更加注重負荷跟蹤、備用容量等，提高了風電場的運行成本。風電并網(wǎng)增加電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻的難度，不僅需要風電場容量，而且需要風電場快速響應負荷變化；風
4、電機組并網(wǎng)時，會不可避免的對電網(wǎng)有沖擊電流。風電場與電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線的潮流的雙向性，使并網(wǎng)后的電網(wǎng)的繼電保護的保護配置提高了要求。2 風電并網(wǎng)對電網(wǎng)電壓的影響配電網(wǎng)的電壓分布情況由電力系統(tǒng)的潮流所決定，當電力網(wǎng)絡(luò)中電源功率和負荷發(fā)生變化時，將會引發(fā)電力網(wǎng)絡(luò)各個母線的節(jié)點產(chǎn)生變化。對風電并網(wǎng)的配電網(wǎng)來說，風電場的功率的波動會影響電網(wǎng)電壓出現(xiàn)偏移。由于風電場接入配電網(wǎng)后，風電場的接入點的變化、有功功率和無功功率的不平衡等，會導致無功功率從無功源流向負荷。風電場的電壓偏移會影響風電場的接入容量和風電并網(wǎng)后電力系統(tǒng)的安全運
5、行。2.1 風速變化對配電網(wǎng)電壓的影響將接入風電場的配電網(wǎng)系統(tǒng)的供電線路作等值電路，則風電場并網(wǎng)點至無限大系統(tǒng)兩端的電壓降落為：U1-U2=I(R1+R2+jX1+jX2)（1）上式中，U1為風電場的輸出電壓，U2為電網(wǎng)電壓，R1、X1表示風電場的電阻和電抗，R2、X2表示電網(wǎng)的電阻和電抗。取流入風電場的功率方向為正。由于風電場的視在功率S=P+jQ=U1I可以求得電流I。并進一步得到U1-U2=[P(R1+R2)+Q(X1+X2)]/U1+j[P(X1+X2)-Q(R1+R2)]/U1（2）上式中等號后的前一
6、部分為電壓降落的橫向量，意義為電壓幅值的大?。缓笠徊糠譃榭v向量，意義為電壓相角的大小。近似計算的時候，可以忽略電壓降落的橫分量?？傻茫篣1-U2=[P(R1+R2)+Q(X1+X2)]/U1（3）由于線路上流經(jīng)的無功功率對電壓的偏差產(chǎn)生影響。在配網(wǎng)中的線路的分布電容較小的情況下，若風電機組為恒速風電機組，風電機組的有功功率增大時，其吸收的無功功率也會隨著增長。此時，線路電抗的無功功率會隨著線路流經(jīng)的有功功率的增加而增長，如果PR+QX>0，電網(wǎng)側(cè)電壓高于風電場的電壓。若風電機組為恒功率變速風電機組，可以通
7、過解耦控制有功功率和無功功率，使風電場和電網(wǎng)實現(xiàn)有功功率的交換。不過電壓也可以能在風電機組輸出的有功功率大的時候降低，因為其有功功率經(jīng)過線路時消耗了無功功率。在配網(wǎng)中的線路的分布電容較大的情況下，不管是基于恒速風電機組的風電場還是基于恒功率變速風電機組的風電場，若其風電機組發(fā)出的有功功率較小甚至停發(fā)，電網(wǎng)側(cè)電壓會在線路容性充電功率的影響下稍微低于風電場的電壓。由上述可知，當風電場的有功功率和無功功率變化時，會導致風電場側(cè)的電壓隨之改變。而風電場側(cè)也會進一步影響到全電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布。2.２ 不同功率因數(shù)對配電網(wǎng)
8、電壓的影響目前國內(nèi)主流風電機組為雙饋式風電機組，由于其可以通過對變流器的控制源的觸發(fā)角的改變來調(diào)節(jié)其在發(fā)電機的轉(zhuǎn)子側(cè)的逆變器的功率角，進而達到控制其無功的目的。因為風電機組的有功功率P跟功率因數(shù)有關(guān),P可以用電壓U、電流I和功率因數(shù)的乘積表示。假設(shè)P不變，在功率因數(shù)增大的情況下，若I增大，因為UI減小，則U減小。若I減小，因為電阻和電抗不變，功率因數(shù)角減小，則U減小。所以若風電場中的風
