分散式风电接入对地区电网运行影响浅谈

崔峰 李永亮

摘要：电能是人们日常生活和从事经济生产时所必需的能源之一。随着科学技术水平的提升，人们对于新能源的开发利用也逐渐增多，风能作为一种清洁高效的新能源，已经成为全球各国致力于解决环境污染、能源危机的共同选择。我国幅员辽阔，陆疆总长达2万多公里，海岸线1.8万多公里，风能资源非常丰富。发展风力发电已是我国能源开发的一项重要举措，风电已成为我国能源的重要组成部分，其中分散式风电以建设成本小、应用范围广泛、需求市场大等优势，近年来被誉为下一片蓝海。分散式风电接入电网系统运行，能够给地区电网电能质量、电网电压、电网稳定性等方面带来较大的影响。本篇文章首先进行分散式风电的定义和界定标准介绍，再结合分散式风电接入地区电网的实际运行情况谈一谈其对地区电网所带来的影响，并提出一些建议。

关键词：分散式风电  地区电网  运行影响

引言：依据我国关于生态文明建设和绿色新能源开发的相关政策以及分散式风电的优势和特点，对分散式风电的开发与应用已经成为未来新能源发展的重要组成部分之一，并且在现阶段已经取得了不小的成果。但从性能和电力供输稳定性上来讲，分散式风电接入地区电网后对电网的电压、用电质量以及继电保护的设置提出了新的标准要求，也为地区电网的运行带来了一些影响。分散式风电的接入会对地区电网的性能和状态产生一定程度上的干扰，必须要予以及时的技术解决。

一、分散式风力发电定义

当前我国对于集中式风力发电产业的建设已经逐渐成熟，国内风力资源丰富的地区已经基本完成了风力发电产业的建设和投入使用。作为对风电发展新模式的摸索，国家能源局于2018年4月16日印发《分散式风电项目开发建设暂行管理办法》。

分散式风力发电主要是指利用大规模的风电机进行电力能源的转化和生产，通过不大于110千伏及以下的电压等级接入到地区电网，并在110千伏及以下电压等级内消纳，不向110千伏的上一级电压等级电网反送电。通常情况下，分散式风电是由同一生产商在固定的地区范围之内提供电能供应和电网以及设备维护服务的电力系统[1]。风电发电场一般会设置在距离地区用户较近距离的地理位置进行电力能源转化生产的，其主要是为提高电力供应的传输速率和供电稳定考虑，其构造会分为多点的拓扑结构，并构成较为统一的并网区域。

二、分散式风力发电的优势和形式概述

（一）分散式风力发电的优势

分散式风力发电具有极高的能源扩充和开发性优势，其无论是在任何时间都能够实现对电力能源的生产，并且结合太阳能发电系统的互补能够最大程度上实现对白昼时间对电能的生产，充分的实现了对自然资源的利用。而且分散式风力发电的建设规模限制较小，投入建设的经济成本较少，占地面积也不大，尤其是在一些缺乏建设资源和生产资源的山区、小岛等地区能够适应较为负责的地理环境，不会受到地区恶劣环境的影响，也不需要结合多种条件环境的考虑。此外，分散式发电能够将电能的传输距离最大程度上缩短，这样一来，对于电能线路传输过程中所造成的损耗也降至了最低，最大程度上提高了电力能源的利用率和降低了电力传输中线损的成本损失。所以目前分散式发电和并网是惠及地区用电市场的新生态环境技术，具有极高的应用价值和社会价值^[2]。

（二）分散式风力发电的形式

分散式风力发电在地区电网的接入需要以变电站和线路为主，通常是以原有的电网变电站和线路作为基础进行改装接入，以符合风电电压传输标准为基本设定进行电网接入，对于其他等级的相关设施也是采取最小幅度的扩建，以节省投入成本。同时接入地区电力网络时的电力系统变压器要做出降压调整和采用原有电压以下等级的配电器。对于电网的接入点总量也要进行重新规划和调整，将同一接入点的风电装机容量最大值要做到不超过最大可容量的设置，以防止风电装机接入电网运行后增大运行安全隐患。

分散式风力发电的形式可采用风力发电与太阳能发电、储能等形成组合式发电系统的形式进行互补发电。其不但能够增强风力发电的电压稳定和电能补充，还能够有效的促进对电力能源的扩大性生产转化。尤其是在采用风力与太阳能发电系统的互补式发电系统的結合使用，目前已经成为新能源开发与应用的主要研究方向。无论在时间还是在地区性差异上都能够实现较好的电能补充性^[3]。

三、分散式风电接入对地区电网运行的实际影响分析

（一）分散式风电接入对地区电网的用电质量影响

通常情况下如果电力供应系统和电网系统的运行较为正产高的状态下，分散式风力发电接入点的电压设置和测量是以获得的电压为实际的计算标准进行实际电压的测量和系统标准电压的核定。地区电网系统的电能稳定性的衡量标准通常称为用电质量，在较为正常的状态下的电力电网系统所产生的正弦波是需要保持决定对称的，但由于会受到一定程度上的因素或环境条件影响，尤其是电磁干扰等具有较大不确定性因素的影响会导致其出现波形位移或相变情况，而这些问题会严重影响电能质量水平，从而出现电压不平衡、电压波动与闪变、波形的失真和电网间谐波等问题情况。另一方面，地区电网电压必须要保持在一定的范围内波动才能够实现功能的正常运转，也不会造成对其它电力系统设备的影响，而这些都是保证电能质量和输出质量的基本条件。所以为降低分散式电压对电网电压影响出现电压偏差的现象可以选择添加无功电源，其所产生的无功功率无法对外做功，仅仅作为电网系统电压的支撑存在，其是目前较为适合使用在分散式风电接入地区电网时电压调节的设定技术^[4]。

（二）分散式风电接入对地区电网运行稳定性的影响

从目前分散式风电接入地区电网的运行状态来看，实现稳定性判定的标准是其电能质量，配电系统的调压规则是以电能经由变电站流向用户为主要依据，而分散式风电接入地方电网后会改变电源的结构，配电系统的电源从放射状转变为多电源结构，电源的流向和结构都发生了变化，进而引起电网系统中的部分电压也发生了变化，这就影响了地区电网的稳定性。要解决这一不稳定的波动能够就需要在接入时配置一定容量的无功补偿装置，并做出恒电压模式进行调节^[5]。

（三）分散式风电接入对地区电网未来规划的影响

电网系统的电能生产与传输规模不断扩大，电力能源的需求也在不断的增大，分散式风电在地区电源的接入和规划由于其技术研发程度仍存在河大的不确定性以及问题，需要相关单位和配电网用户进行相应的调整，尤其是针对其难以准确预测负荷的增长情况会严重影响电网未来的规划效果。因此，必须要使分散式风电设备对于维护安全、运行稳定性以及实时调度问题进行研究与开发，确保其能够实现对电力设备的研发和应用调整^[6]。

结束语：

我国的国土资源极为丰富，也包含了多种地貌和气候条件，对于电力能源的开发包含了风力、水力和太阳能等多种新能源的开发与研究应用。风力资源是我国开发较早和利用率较高的新能源之一，目前我国已将分散式风电作为重点研究和建设的能源建设项目。国家和地区政府也都高度的重视对分散式风电接入应用的技术研究，就目前的技术水平和研发程度而言仍存在较多问题和困难，相关部门和技术人员必修要针对存在的技术难题进行大力的研究和仔细的分析，以找到完全的解决之策，推动风电接入电网应用范围的持续扩大，为我国新能源的开发与建设提供充足的动力。

参考文献：

[1]张睿. 分散式风电接入对配电网暂态电压影响[D].长春工业大学，2018.

[2]邱应军. 分散式风电接入对110kV地区电网无功电压特性的影响研究[D].湖南大学，2016.

[3]王开宇. 分散式风电高渗透并网的控制策略与优化运行研究[D].西安理工大学，2015.

[4]陈道君，王灿，李晨坤，呙虎.分散式风电接入对110kV地区电网无功电压特性的影响研究[J].中国农村水利水电，2015（03）：188-191.

[5]李旭锋. 分散式风电场对配网电压稳定性影响的研究[D].沈阳工业大学，2015.

[6]孙真真. 分散式接入配电网的电压稳定性研究及无功电压控制[D].东华大学，2015.