论文部分内容阅读
摘 要：风电并网是一种新的发电形式，其实现了对风能这种可再生资源的充分利用，由于风速具有变化性，而且较难掌控，所以，在应用风能的过程中，具有一定的技术难度。风电并网的应用，很好的响应了当前对低碳经济发展的要求，利用这种绿色环保的能源，可以有效改善我国资源紧缺的现状。本文对风电并网对电网产生的影响进行了探讨，希望对相关工作人员提供一定帮助，可以促进电力行业的可持续发展。
关键词：风电并网；绿色能源；影响；对策
风电投资是当前比较热门的投资项目，风能是一种可再生的绿色能源，利用风能进行发电，可以减低发电过程对环境的污染。风电装机在发展的过程中，规模越来越大，风电技术的发展也越来越快。风电并网对会电力行业电网调控产生较大的影响，只有合理应用风能，才能保证发电的效果，才能提高资源的利用率。电力企业的技术人员还需要对电源结构进行优化，要加强技术管理，积极推广风电并网的调控技术，这样才能提高风电并网的效用价值。
1 风电并网对主电网的影响
风电技术是利用风能进行发电，由于风速在不断的变化，而且风向具有随机性，一般很难掌控，风速还具有间歇性，利用风能进行发电有着一定难度，与水电或者火电技术相比，风电技术还不够成熟，而且风电无法形成常规能源，风电并网的规模在不断扩大，相关技术人员需要采用有效的措施保证电网运行的稳定性，一定要针对风电并网中存在的问题，找出应对措施。下面笔者对风电并网对主电网的影响以及带来的问题进行简单的介绍。
1.1 电网调峰调频压力增大
在应用风电技术的过程中，一定要采用合理的技术保证电网运行的稳定性以及安全性，当电网处于最低负荷时，机组还需要运行一段时间。燃煤机组最低出力一般小于额定出力的一半，在当前电网控制模式的要求下，技术人员对机组出力进行了调整，当电网处于最低负荷时，风电机组的最低出力需要增大，电网内燃机组的最低出力需要符合设计的要求。风电具有反调峰的特点，一般冬季出力大于其他季节，夜间低负荷以及风电出力大于白天，在大风天气中，风电出力也会相应增加。在北方，由于气候具有风大的特点，所以，风电技术在北方应用比较广泛，如果只采用火电机进行发电，会影响风电并网的调峰能力，调峰的容量值也会有所下降。风电出力变化速度较快时，火电机组调峰可能无法与风电出力变化相一致，所以，在联络线中交换功率会出现偏差，如果该偏差在误差允许的范围内，则不需要进行特殊处理，工作人员要密切注意联络线上的功率值，避免其超过限制范围。
1.2 电压控制难度较高
风电机组发电的过程中，由于风速很难掌握，而且具有不确定性以及不可控性，所以，大规模的风电机组会对风电并网产生较大的影响，风电并网中的电压会超过限定范围，这容易引起电网电压波动或者闪络现象。电网的规模在不断扩大，风电出力如果出现大幅度波动，会引起输电通道枢纽位置电压的波动，会影响电压的控制能力，也会影响风电并网安全运行的能力。风力发电具有随机性，在电网中，中枢点的电压一般波动比较大，这增加了中枢点电压越限的概率，而且会影响中枢点之间的距离，使其出现不均等，一般离风电场接入点位置越近的中枢点，出现电压波动的概率以及影响越大。
1.3 电网安全稳定运行的风险大大增加了
风电并网的标准主要参照了我国水电以及火电机组的并网标准，这一标准对风电并网的运行产生了较大的影响，而且容易增加风电并网运行的风险概率。风电机组一般采用的是低转速发电技术，根据风速变化情况，相关工作人员需要对电力系统频率以及电压稳定性提出更高的要求，风电机组设计采用变频和变流技术，如果不对变流装置进行专门设计，当电力系统电压发生波动时，风电机组就会自动脱网，使电力供需平衡的系统出现不平衡。
2 缓解风电并网对主电网影响的对策
2.1 解决风电并网带来的调峰困难问题
要解决调峰问题就要求加大对直调电厂低谷调峰的考核力度，进一步完善直调电厂低谷深度调峰辅助服务的补偿措施。一是在风电集中的地区加入储能装置，则可在频率超过一定范围后对风电的出力运行进行适当调整，并能充分保证风电出力在延迟一定的时间后退出运行。二是利用抽水蓄能电站调峰，它启动迅速，运行灵活可靠，因为火电厂调峰速度较慢，跟不上风电出力变化速度，利用抽水蓄能调峰，既合理的利用了风能，又彻底地解决了由于风能并网导致火电厂大幅调峰造成的运行不经济的风险。三是加强风电场出力统计总结，得出季节性规律，从而合理安排火电厂开机方式，使能源得到合理运用。
2.2 解决风电并网带来的电压问题
一是需在风电接入集中地区安装静止无功补偿器（SVC）等柔性交流输电系统（FACTS）设备，减少风力发电功率波对电网电压的影响，提高系统的稳定性。二是加强地区二级电压控制。在风电接入地区，由于风功率出力变化引起的电压波动较大，枢纽节点需要补偿的无功功率变化亦较大，建议在具有大容量风电场接入的地区建设地区二级电压控制，以协调该地区的无功功率的分配，优化地区电网的潮流，维持风电接入地区电网电压的安全稳定。由于风电场自身具有无功-电压的调节能力，在地区二级电压控制过程中，应充分利用风电场无功调节能力，并配合地区电网内的其他无功功率源，建立地区电网的AVC协调机制。
2.3 解决风电并网安全须定量分析风电场对主电网运行的影响
一是要从稳态和动态两方面来考虑。稳态分析就是对含风电场的电力系统进行潮流计算。对不同类型风电场的潮流计算方法也有所差异。对于异步发电机组组成的风电场。采用风电场、主系统分别迭代的方法。二是从动态分析考虑风电厂风机出口升压变压器，由于整个风电场升压变数目众多，有成百上千台，叠加起来数量不小，存在电压稳定性问题。三是提高风电场的故障穿越能力。电网发生故障时，应采取措施对风电场进行相应功率控制，提高风电场的故障穿越能力，使其能够在故障期间一定范围内保持并网运行，向电网提供无功支持，以提高电网的稳定性。
结束语
风能是一种新型的能源，利用风能进行发电，可以降低对不可再生资源的消耗，但是风电并网对电网会产生一定影响，容易增加并网的风险，还会影响电网中电压的稳定性。本文对风电并网对电网的影响进行了探讨，在利用风能的过程中，具有不确定性以及不可控性，由于风速的大小以及方向很难掌控，所以，技术人员一定要保证风电并网的稳定性，提高风能的利用率，建设资源节约型的和谐社会。
参考文献
[1]曹云，江晓林.风电场并网对电能质量的影响及优化[J].大众用电，2008.
[2]田妍，王洁，田松.浅谈风电并网对电力系统电能质量的影响[J].中国电力教育，2009：277-278.
[3]张胜男，潘波.双馈、直驱风力发电机特点分析[J].防爆电机，2012，3：1-6.
关键词：风电并网；绿色能源；影响；对策
风电投资是当前比较热门的投资项目，风能是一种可再生的绿色能源，利用风能进行发电，可以减低发电过程对环境的污染。风电装机在发展的过程中，规模越来越大，风电技术的发展也越来越快。风电并网对会电力行业电网调控产生较大的影响，只有合理应用风能，才能保证发电的效果，才能提高资源的利用率。电力企业的技术人员还需要对电源结构进行优化，要加强技术管理，积极推广风电并网的调控技术，这样才能提高风电并网的效用价值。
1 风电并网对主电网的影响
风电技术是利用风能进行发电，由于风速在不断的变化，而且风向具有随机性，一般很难掌控，风速还具有间歇性，利用风能进行发电有着一定难度，与水电或者火电技术相比，风电技术还不够成熟，而且风电无法形成常规能源，风电并网的规模在不断扩大，相关技术人员需要采用有效的措施保证电网运行的稳定性，一定要针对风电并网中存在的问题，找出应对措施。下面笔者对风电并网对主电网的影响以及带来的问题进行简单的介绍。
1.1 电网调峰调频压力增大
在应用风电技术的过程中，一定要采用合理的技术保证电网运行的稳定性以及安全性，当电网处于最低负荷时，机组还需要运行一段时间。燃煤机组最低出力一般小于额定出力的一半，在当前电网控制模式的要求下，技术人员对机组出力进行了调整，当电网处于最低负荷时，风电机组的最低出力需要增大，电网内燃机组的最低出力需要符合设计的要求。风电具有反调峰的特点，一般冬季出力大于其他季节，夜间低负荷以及风电出力大于白天，在大风天气中，风电出力也会相应增加。在北方，由于气候具有风大的特点，所以，风电技术在北方应用比较广泛，如果只采用火电机进行发电，会影响风电并网的调峰能力，调峰的容量值也会有所下降。风电出力变化速度较快时，火电机组调峰可能无法与风电出力变化相一致，所以，在联络线中交换功率会出现偏差，如果该偏差在误差允许的范围内，则不需要进行特殊处理，工作人员要密切注意联络线上的功率值，避免其超过限制范围。
1.2 电压控制难度较高
风电机组发电的过程中，由于风速很难掌握，而且具有不确定性以及不可控性，所以，大规模的风电机组会对风电并网产生较大的影响，风电并网中的电压会超过限定范围，这容易引起电网电压波动或者闪络现象。电网的规模在不断扩大，风电出力如果出现大幅度波动，会引起输电通道枢纽位置电压的波动，会影响电压的控制能力，也会影响风电并网安全运行的能力。风力发电具有随机性，在电网中，中枢点的电压一般波动比较大，这增加了中枢点电压越限的概率，而且会影响中枢点之间的距离，使其出现不均等，一般离风电场接入点位置越近的中枢点，出现电压波动的概率以及影响越大。
1.3 电网安全稳定运行的风险大大增加了
风电并网的标准主要参照了我国水电以及火电机组的并网标准，这一标准对风电并网的运行产生了较大的影响，而且容易增加风电并网运行的风险概率。风电机组一般采用的是低转速发电技术，根据风速变化情况，相关工作人员需要对电力系统频率以及电压稳定性提出更高的要求，风电机组设计采用变频和变流技术，如果不对变流装置进行专门设计，当电力系统电压发生波动时，风电机组就会自动脱网，使电力供需平衡的系统出现不平衡。
2 缓解风电并网对主电网影响的对策
2.1 解决风电并网带来的调峰困难问题
要解决调峰问题就要求加大对直调电厂低谷调峰的考核力度，进一步完善直调电厂低谷深度调峰辅助服务的补偿措施。一是在风电集中的地区加入储能装置，则可在频率超过一定范围后对风电的出力运行进行适当调整，并能充分保证风电出力在延迟一定的时间后退出运行。二是利用抽水蓄能电站调峰，它启动迅速，运行灵活可靠，因为火电厂调峰速度较慢，跟不上风电出力变化速度，利用抽水蓄能调峰，既合理的利用了风能，又彻底地解决了由于风能并网导致火电厂大幅调峰造成的运行不经济的风险。三是加强风电场出力统计总结，得出季节性规律，从而合理安排火电厂开机方式，使能源得到合理运用。
2.2 解决风电并网带来的电压问题
一是需在风电接入集中地区安装静止无功补偿器（SVC）等柔性交流输电系统（FACTS）设备，减少风力发电功率波对电网电压的影响，提高系统的稳定性。二是加强地区二级电压控制。在风电接入地区，由于风功率出力变化引起的电压波动较大，枢纽节点需要补偿的无功功率变化亦较大，建议在具有大容量风电场接入的地区建设地区二级电压控制，以协调该地区的无功功率的分配，优化地区电网的潮流，维持风电接入地区电网电压的安全稳定。由于风电场自身具有无功-电压的调节能力，在地区二级电压控制过程中，应充分利用风电场无功调节能力，并配合地区电网内的其他无功功率源，建立地区电网的AVC协调机制。
2.3 解决风电并网安全须定量分析风电场对主电网运行的影响
一是要从稳态和动态两方面来考虑。稳态分析就是对含风电场的电力系统进行潮流计算。对不同类型风电场的潮流计算方法也有所差异。对于异步发电机组组成的风电场。采用风电场、主系统分别迭代的方法。二是从动态分析考虑风电厂风机出口升压变压器，由于整个风电场升压变数目众多，有成百上千台，叠加起来数量不小，存在电压稳定性问题。三是提高风电场的故障穿越能力。电网发生故障时，应采取措施对风电场进行相应功率控制，提高风电场的故障穿越能力，使其能够在故障期间一定范围内保持并网运行，向电网提供无功支持，以提高电网的稳定性。
结束语
风能是一种新型的能源，利用风能进行发电，可以降低对不可再生资源的消耗，但是风电并网对电网会产生一定影响，容易增加并网的风险，还会影响电网中电压的稳定性。本文对风电并网对电网的影响进行了探讨，在利用风能的过程中，具有不确定性以及不可控性，由于风速的大小以及方向很难掌控，所以，技术人员一定要保证风电并网的稳定性，提高风能的利用率，建设资源节约型的和谐社会。
参考文献
[1]曹云，江晓林.风电场并网对电能质量的影响及优化[J].大众用电，2008.
[2]田妍，王洁，田松.浅谈风电并网对电力系统电能质量的影响[J].中国电力教育，2009：277-278.
[3]张胜男，潘波.双馈、直驱风力发电机特点分析[J].防爆电机，2012，3：1-6.