探析风电不确定性对电力系统的影响

孔祥明

摘 要：利用风能代替其他能源进行电力生产，在确保满足我国现代居民和城市的生活和发展的需求的同时，保证对我国其他能源的节约和保护，达到节能生产的目的，并为进一步加大我国科技开发力度起到推动作用，但由于在该电力系统中存在的风电不确定性会导致电力生产过程及效率也随之受到影响，基于此，本文对风电不确定性进行简要分析，就该不确定性对电力系统产生的影响和相应对策展开思考与研究。

关键词：风电不确定性 电力系统 影响 应对措施

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）11（c）-0053-02

1 风电不确定性的基本概念

通常情况下，在利用风能进行发电时产生的波动性、间歇性是风电不确定性在发电过程中展现出的基本形式。波动性是指风力在运动过程中产生的风速的不均匀性产生的一定波动，而导致风速出现波动性的主要原因包括地域、气候和风速频率，一般来说不同地域的风速因其地理环境和海拔等条件不同也有所不同，再加上短时间内风速在频率上有所变化，在利用不同风速进行发电时出现的波动性和不确定性也较大，因此则导致风电出现不确定性。

而实际上利用现有技术和测量技术无法对风速产生的波动和间歇性进行准确测量和记录，同时也无法针对其产生的风电不确定性标准进行确定，因此在使用正弦波、矩形波等方法时无法得到明确、准确的波动值和间歇值，随机性、不确定性极强，因此导致风电不确定性产生的主要原因还是源自于风速本身。

2 风电不确定性出现时对电力系统产生的不同影响

2.1 对电力频率产生的影响

在电力系统的正常运行过程中保证其稳定性是确保该系统整体运行水平的关键因素，而针对其稳定性进行控制时多需要对其系统内部的防干扰系统及抵御系统整体强度进行加强，确保电力系统的充裕性，才能够保证该电力系统能够在运行过程中保证对电力用户的电力输送。但由于风电不确定性的存在，则会对其充裕性和抵御系统产生一定影响，最直接的表现则为电力的频率出现不稳定现象。在受到风电不确定性的作用下，电力频率会因风速等指标的变化产生变化，而这种变化无法及时得到准确控制和计算，导致其频率整体变化形态无法被控制，使电力系统整体频率受到影响，而针对这种现象，必须要求电力系统控制人员等其他相关人员需要及时对风电不确定性进行掌握和捕捉，一旦捕捉到该不确定性因素则能够针对具体情况和具体分析结果，采取实际性措施，对其频率进行有效控制，以免因频率超出或达不到标准范围而出现电力系统整体稳定性受损的情况。

2.2 对电压产生的影响

在电力系统运行中，风电不确定性会影响电力系统电压，一旦电压处于不稳定状态，加上其他相关因素作用，风机脱网现象频繁出现。随着风机不断入网，电网中的感应电机明显增加，加上风电不确定性因素作用，电压极易出现不稳定状态，极易出现故障问题。针对风电不确定性在电力系统电压方面的影响来说，相关人员可以根据电力系统具体运行情况，可以将无功补偿设备合理安装到线路中，避免在风电不确定性作用下，电力系统电压频繁出现失稳现象，确保电力系统处于高效运行中，最大化降低安全事故发生率。

2.3 对我国电力市场产生的影响

近年来我国部分风力较为充足的地方为了积极相应国家号召和持续发展方针内容，以风能为主要发电方式，建立风力发电厂，以期能够利用风能加大电力的生产力度，为进一步满足我国电力企业发展及我国未来发展科技基础提供先决性条件，由于现有国内存在RES入网增长速度较快的情况，而现有电力市场内有关电力企业及城市电力输送的相关内容均存在一定固定模式，但风电的不确定性因素则极易对DSM（需求侧管理）整体准确度和水平产生影响，对我国电力企业在电力市场中未来的发展目标和走向均产生一定影响。

2.4 对节能减排产生的影响

传统电力生产过程需要对煤炭等进行能量转换产生电能以便于对城市建筑和居民生活的电能供应，而风能发电则能够在较大程度上降低对我国能源的消耗，况且煤矿等不可再生性能源在使用过程中需要通过燃烧产生热能完成能量转换，在燃烧过程中产生的化学反应会导致空气中二氧化碳等碳化物排放量的增加，对我国环境等均产生影响，因此大力发展风能发电可在一定程度上达到我国节能减排发展的基本目标。但由于风电不确定性因素的存在导致现有风能发电整体水平仍无法达到理想状态，因此在一定供应过程中仍需要利用传统发电模式，而这种形式则对节能减排目标产生影响，对我国持续发展的过程产生了较大阻碍。

3 降低风电不确定性影响水平的应对措施

3.1 建立电网防线，降低不确定性因素的影响率

在针对风电场内风电不确定性因素进行控制时，首先要求相关人员必须及时对该不确定性因素进行具体分析，并针对该场内的实际情况，结合该区域内的地形、风力、风速、气候等具体特点进行综合分析和评估，并做好预防控制、紧急控制和校正控制，利用这三道防线加强对不确定性因素的控制力度，并在风电场运行过程中按照现有风险原则对场内相关决策进行调整和优化，例如当风力出现间歇性影响时会导致风电场出现停运等情况，而这种情况的发生概率无论多大都会对风电场的发电效率产生损害，为此则必须针对发电、输送和用电等各个环节进行优化，并及时做出紧急应对措施，加强对不确定性因素的控制。

3.2 提升风速测定精确水平

一方面可结合以往的风电生产资料进行分析，对过去一段时间内产生的风速的测量数据进行统计和对比；另一方面则需要根据风速的不同变化时期在系统规划、运行计划、检修内容中进行实时更新，并将具体数据信息传达给各个以风速为主要应用条件的系统，尽可能提升对风速测定的精确度，保证在一定期间内能够利用该测定数值加大对不确定性的控制和应对，降低计算误差，提升风能发电效率和水平。

3.3 加强对充裕性、稳定性的把控

为进一步提升对极端事件的控制及应对水平，风电企业需要及时将环境内产生的非电力信息以及在电力市场内的较易信息与现有风速概率预测相关数据信息進行结合，通过进行所有信息的全面评估和分析及时找出在评估中存在的风电不确定性因素以及该因素对充裕性和电力稳定性产生的影响程度，可通过处理离散变量或连续变量或将两种方法结合使用对充裕性和稳定性进行控制，而在计算过程中必须加大对灵敏度的控制与分析，以确保能够在分析时减少相应场景，提升对充裕性、稳定性的把控。

3.4 做好量化分析，降低风险

EEAC法的量化分析结果准确性较高，也是现有量化分析过程中较为常用的方法之一。雷兴等人在研究过程中提出了感应发电机的暂态电压稳定判据及相应的稳定裕度定义。当风电场内无功补偿和场内控制策略出现问题时，接入点内的暂态电压的偏移可接受性也会随之受到影响，因此在此过程中必须做好量化分析，保证控制策略的稳定性，加强对风电不确定性因素的控制，降低风险出现的概率。

4 结语

当风电场出现风电不确定性因素时，因素对于不同区域产生的影响不同，对整体电力系统水平和电力生产效率也产生一定影响，因此为了进一步提升风电场整体发电水平，则需要根据具体情况针对不确定性进行具体分析，并采取应对措施，保证其发电效率的同时提升我国电力市场整体稳定性，达到节能减排、持续发展的基本目标。

参考文献

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