大規(guī)模風電并網(wǎng)對福建電網(wǎng)的影響-現(xiàn)狀及評估

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1、大規(guī)模風電并網(wǎng)對福建電網(wǎng)的影響現(xiàn)狀及評估【摘要】經(jīng)濟的快速增長，要求“電力先行”，而福建省近年來的經(jīng)濟快速發(fā)展，在建設(shè)“綠色福建”的號召下，對清潔能源的渴求已近饑渴，本文以福建電網(wǎng)福州（主要是福清、平潭）和莆田、閩南地區(qū)的風電場大規(guī)模入網(wǎng)為背景，從風力發(fā)電場并網(wǎng)后對電網(wǎng)安全運行的影響進行分析；根據(jù)福建電監(jiān)辦對入網(wǎng)風電場的技術(shù)要求、規(guī)范等，著力于各風電場執(zhí)行技術(shù)規(guī)范的實際情況分析，和對福建電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的影響及評估?！娟P(guān)鍵詞】大規(guī)模風電并網(wǎng)影響現(xiàn)狀及評估中圖分類號：F407文獻標識碼：A一、福建風電的現(xiàn)狀：福建風電近年來發(fā)展迅猛，2013年以來福建電網(wǎng)新增投

2、產(chǎn)了近十個風電項目，截止2014年6月底福建電網(wǎng)已投產(chǎn)風電場29座，并網(wǎng)總裝機容量為1478MW，占統(tǒng)調(diào)總裝機容量的4.16%。2014年上半年福建電網(wǎng)風電場共完成發(fā)電量18.97億KWH。二、并網(wǎng)型風力發(fā)電對系統(tǒng)的影響及對策：62.1風速變化對系統(tǒng)電壓變動的影響風力突增和風力突降是兩種較為極端的風力變化情況，風機在風力突增過程中有可能向系統(tǒng)持續(xù)吸收無功，導致接入點電壓變動幅度加大，幅度可能大于風力驟減引起的接入點電壓變動，而過低的電壓可能造成風電機的大規(guī)模脫網(wǎng)，繼而造成系統(tǒng)電壓的大幅突變，嚴重者將對地區(qū)的電網(wǎng)構(gòu)成威脅。2.2接入點電壓偏差對系統(tǒng)的影響模擬計算

3、結(jié)果顯示：在風電出力緩慢變化情況下，如果風機運行中功率因數(shù)為1.0（即不發(fā)出無功），公共連接點的電壓偏差在0.1～9%之間。對接入點變電站的，部分母線電壓不能控制在額定電壓的－3%～+7%，最大偏差范圍已接近額定電壓的10%。如果風機運行中功率因數(shù)可以保持在0.98（即持續(xù)發(fā)出無功），公共連接點的電壓偏差較功率因數(shù)為1.0時更小，最大偏差可以控制在4%左右。而且母線電壓也可以控制在額定電壓的－3%～+7%。故可通過接入點增加無功補償裝置和風電機本身發(fā)出無功功率來實現(xiàn)母線電壓的穩(wěn)定。2.3風電并網(wǎng)對系統(tǒng)短路電流的影響利用BPA軟件的短路電流計算功能，對我省普遍風

4、電場側(cè)接入系統(tǒng)110kV母線的短路電流進行計算，結(jié)果顯示風電接入的變電站110kV母線短路電流水平不會超過設(shè)備的遮斷能力。2.46風電出力變化對系統(tǒng)頻率的影響風電場對系統(tǒng)頻率的影響取決于風電場容量占系統(tǒng)總?cè)萘康谋壤８鶕?jù)歐美的一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)，這一比例（也稱風電穿透功率）達到10%是可行的。比如美國紐約州2008年高峰負荷33000MW，全州風電容量3300MW(約占高峰負荷10％)。截止2014年6月，福建電網(wǎng)的風電裝機容量為1478MW，而全省發(fā)電裝機容量達到43400MW，占比為3.41%，比例較小。風電出力變化對系統(tǒng)頻率的影響在合理范圍內(nèi)。2.5風電出力變

5、化對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響大規(guī)模的風電接入則會引起電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的變化。以2013年風電出力對主網(wǎng)500kV斷面潮流的影響為例，在風電的不同出力情況下，福建各分區(qū)電網(wǎng)電力盈虧以及斷面潮流分布有所不同，風電零出力與滿出力情況下接入福建110kV電網(wǎng)后對電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響不大。福建電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性仍可以滿足要求。2.6風電對電網(wǎng)調(diào)峰能力的影響由于風具有極大的隨時性，風電場的負荷也具有極大的隨時性，以2013年錄得5Min最大變化幅度為181.95MW為準，福建電網(wǎng)接納風電能力大致為1600MW。目前的裝機容易為1478MW，滿足要求，但要想進一步發(fā)展發(fā)電，必須加快福建

6、電網(wǎng)調(diào)峰電源建設(shè)。2.7風力發(fā)電月份偏重對全省發(fā)電情勢的影響：6福建全省風力發(fā)電量主要集中在1、2、9、10、11、12月這六個月，占全年發(fā)電量的比例為69.24%，在風電行業(yè)內(nèi)稱為盛風期。而在福建電網(wǎng)中占據(jù)重要位置的水力發(fā)電在這幾個月剛好處于枯水期，風電與水電在全年的發(fā)電量安排中形成互補，為福建省電網(wǎng)的調(diào)度帶來方便，減少了全省的調(diào)度備用容量，優(yōu)化了全省的電源結(jié)構(gòu)，有利于統(tǒng)籌安排全年的發(fā)電計劃。2.8目前風電場分布對潮流的影響福建全省有29座風電場，全部分布在沿海用電量較大的一帶，其中福州10座、莆田9座、漳州7座，風電場大部分位于負荷中心地帶，這種分布不用考

7、慮電力送出問題，避免了長距離輸送電力的難題，對電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運行調(diào)度也是有利的。三、目前電監(jiān)辦或電網(wǎng)公司為解決風力發(fā)電中存在問題提供的解決方案：3．1依照《福建電網(wǎng)發(fā)電廠及大用戶并網(wǎng)確認檢查項目及要求》（風電部分）、《電網(wǎng)調(diào)度管理條例》、《可再生能源法》和《國家電網(wǎng)公司風電場調(diào)度運行管理規(guī)范》等法規(guī)、制度要求，把好風電入網(wǎng)關(guān)，符合有關(guān)技術(shù)標準且經(jīng)有關(guān)主管部門核準許可的風電才能簽訂并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。3.2加強風電運行和調(diào)度管理6依《福建省電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)電廠運行管理考核辦法》，加強風電考核力度，要求各風電場裝備風功率預測系統(tǒng)，并對風電場功率預測精度進行評

8、比考核，從技術(shù)層面上提供較為準確的負荷