风电并网对电力系统调度运行的影响分析

康小亮

摘要：随着传统能源的枯竭殆尽，我国电力事业也受到极大的影响，面对的当前新能源并网电力系统调度运行工作也发生很大变化。文章主要对风电并网下电力系统调度问题进行分析，并探讨相应的解决对策。

关键词：风电并网;风力发电;电力系统;调度运行

引言

风力发电是最天然的方式，它不会破坏自然环境，而且是可持续能源，取之无禁，用之不竭，是最先进的技术之一，受到各地电力企业的喜爱。同时，随着技术的逐渐提高，有些问题也随之暴露出来，因为风是自然产物，所以有许多不确定因素，比如风速、风力等，这些不确定因素极大地影响了风电并网之后的系统运行，主要是影响了发电系统的频率、以及电压的稳定，这对于我国发电行业的发展，有着不可忽视的影响，因此，我们必须对此进行研究，从根本上去解决此问题。

1我国新能源风力发电研究现状

面对严峻的资源紧缩条件，严重的环境污染和生态系统破坏，我们必须树立生态文明观，尊重自然，保护自然，走可持续发展道路。在快速发展的背景下，可再生能源面临一系列限制行业快速发展的问题，因此，有必要对可再生能源发展的战略意义充分了解以便于解决问题。为此，中国发布了《可再生能源法》，其中体现出了我国对新能源研究发展的规划，预示着新能源会成为我国能源发展中的重要组成部分，自2006年起，历经了十余年的研究发展，我国风力发电水平越来越高，我国也逐渐成为了可再生能源大国。目前我国风力发电产业发展速度迅猛，无论是风力发电的增长率还是总装机量都在不断发展我国对于风力发电所需要的一般零件都能够实现"自给自足"，但是励磁系统和一些对在技术方面要求比较高的元件仍旧需要从国外进口才能得到要求，因此我国还需要在这方面继续发展，才能够进一步提升风力发电能力。

2风电并网对电力系统调度运行的影响

2.1电压问题

风电并网之后，从运行情况分析，我们可以看到电力系统出现了或大或小的不稳定现象。我国相关部门专门出台了一系列文件，明文规定了风力发电机以及发电网之间的一些参数及运行条例，同时，对风力发电机组并网之后，在操作过程中出现的一些情况做了硬性规定。第一，在风力发电机组运行的时候，如果系统电压不稳定甚至出现震荡，相关人员需要第一时间报告给上级部门，绝对禁止在电压不稳定的时候，自己擅自做主，采取措施。第二，在第一条硬性要求的基础上，我国出臺的文件还规定了并网之后的电力偏差系数不得超过±10%，在此基础上，电力系统可以正常运行工作，但是，一旦系统偏差超过±15%，就不应该继续运行，否则会对系统造成巨大伤害，带来经济财产损失。

2.2功率可控性问题

从实际的工程运行的角度进行相应分析，以实现基础的功率可控性内容为基础，促进整个合理性的相关功率内容的有效实施：第一，频率变动;第二，由于整个处理的过程中相应的功率变化使得整个可控性的问题得到相应的解决。另外，由于风速的波动，风力涡轮机的有效输出会随时间变化。通常，发电机使用其额定动能提供其额定功率的时间段以惯性时间常数为特征来表示。 如果惯性时间常数越小，则其旋转动能也会越小，从而故障期间系统频率变化则会越快。

2.3谐波影响

风力发电并网过程中会产生一系列谐波，而对电网整体运行状态产生影响，可以通过两种主要方法对其进行分析。首先是逆变器形成的谐波。其次，并网后后运行期间也可能会产生谐波。谐波进入电网会造成污染，直接影响整个结构的电能质量。同时，软并网技术也常用于风电并网，并且在整个并网过程中会产生冲击大电流。如果切出风速低于外界风速，则风机将超出额定处理条件，同样也会对整个电网电能质量产生影响。

3风电并网电力调度运行的提升策略

3.1遵循能源发展原则

风力发电技术需要遵循新能源发展原则，首先，需要遵循安全发展原则，风力发电既要能够满足电力系统安全负荷要求，同时也要和各类电力能源相互调剂，从而确保电力能源传输的稳定性、安全性;其次，需要遵循经济性发展原则，以新能源发电总量为指导内容，结合风力发电的技术特征，实现风力发电的技术、投入、收益均衡协调。一方面，要实现风力发电和常规电力发电的相互协调;另一方面，需要协调风力发电工程建设和电网建设之间的关系，从而让电力系统的调节能力得到保证;最后，要遵循有序发展原则，实现陆地、海上风力发电的协同发展，从而完成我国风力发电建设目标。

3.2平抑功率波动

电网稳定性差和风电系统电能质量低的根本原因在于输出波动和控制难度。通过有效引入ESS并提供控制策略，当风电连接到电网时，可以减小随机变化的风速对风电输出的影响，从而减小风电输出的波动。近年来，人们对利用ESS抑制风电波动进行了更多的研究，并从这些效应中产生了许多有价值的信息。研究方面可分为单机应用和风电场应用。从独立的角度来看，相关研究提出在DFIG（Doubly Fed Induction Generator，双馈异步风力发电机）母线上并联超级电容器，用于通过相关控制策略减弱风力发电机的功率波动。相关文献不仅验证了它，而且研究了储能容量，指出储能和波动的有效改善主要取决于风机的输出。对于风电场中的单个单元，由于诸如尾流效应的许多因素，难以及时准确地预测输出，并且在实际情况下难以实现。相关文献提出通过模糊控制和在飞轮储能装置的并联母线上使用永磁风力同步单元来抑制风力涡轮机的功率输出波动。这在相关文献中，已进行了大量的理论分析，并验证了控制策略的实用性。

3.3并网谐波控制

想要降低风电并网对电网运行状态的影响，需要选择合适有效的方法来进行电能质量控制，比较成熟的方法如抑制谐波。可向系统增设静止无功补偿设备，利用其所具有的判断无功功率状态是否变化的特点，来对可能产生变化的无功功率状态进行可靠跟踪，实际应用准确度高且反应迅速。并且，增设的静止无功补偿设备还能够调节电压的起伏程度，例如因为风速变化不稳定时，使得电压大小起伏变化，以此来有效消除谐波，保证风力发电机组的运行状态不会影响到电网的电能质量。

3.4提高风电低压穿透力

LVRT（Low Voltage Ride Through，低电压穿越）问题是风力发电中最常见的问题，它影响整个系统的稳定性。以基于提高风电并网系统的LVRT能力为基准，将从以下2个方面提出针对性举措：（1）以不断优化提高电力系统的控制策略为首先举措;（2）通过加大硬件设备设施的投入用于LVRT能力的提升。虽然措施可行，但2种方法各有利弊，后者是需要重大资金的投入。通常，电力系统将通过配置ESS来增加LVRT能力。由于电网故障是短暂的，因此能量存储系统需要具有快速响应能力，同时，它可以在电网故障的情况下有效地挂起网络。

3.5增设有源电力滤波设备

风力发电并网技术的应用，为避免过程中出现电压闪变问题，为了补偿负载电流，必须在负载电流明显波动之前补偿负载变化产生的无功电流。在风力发电系统中，有源电力滤波器设备利用可关断电子设备更换系统电源来确保仅将电网系统提供正弦基波电流。

4结语

综上所述，风力发电产业是我国新能源产业中的重要组成部分，有着良好的发展前景，所以要对当前风力发电存在的问题给予足够的重视，在市场建设上、技术发展上给予足够的支持，从而为风力发电产业营造一个良好的市场环境，为我国新能源技术的进一步发展奠定基础。

参考文献：

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