试析大规模风电接入对电网调度的影响

鲁伦　张鹏　施大伟

【摘要】大规模的风电接入电网在新时期起到了很大的作用，是一种颇具意义的重大选择。本文主要针对大规模风电接入对电网调度的影响进行了简要分析与探讨。

【关键词】大规模风电;接入;电网调度;影响

风电作为一种高效的清洁能源，是一种常见的可再生能源，在我国社会经济可持续发展的大环境下，大规模的风力发电已经成为风能资源丰富地区关注的重点。但是在实际上，大规模风电接入会对电网调度运行产生直接影响，所造成的净负荷变化将会贯穿于电网调度的始终，因此应该得到相关人员的关注。

1大规模风电接入对电网调度的影响

1.1对电网电压系统造成的影响

在實际用电过程中，大规模风电接入对电压系统的影响主要取决于电场的规模以及风电在整个电网系统中的比例大小。对于一般风电场而言：风电所占比例越小，其接入点对电压的影响就越小，甚至很多时候电网的系统中的电压是稳定的。相反，当风电场在整个系统中所占比例越大时，风电所产生的能量可能会引起电压和电网系统的大规模波动，这对于风电设备和电网调度工作而言有一定的制约性，所以企业要根据实际电场规模进行合理的风电接入。

1.2对有功功率造成的影响

作为电网运行系统的核心，有功功率的调度不仅会影响电网设备的运行功率，同时还有可能造成电网系统安全故障，对此很多电力企业都会采用自动调度控制（AGC）的方法进行电网安全调度。但要注意的是，自动调度控制由于缺乏有效的数据支持，很可能导致调度功率和频率出现矛盾。通常我们最常见的问题有风电的实时监测数据和电网负荷预测数据出现较大差异，尤其是当大规模风电机组被接入之后，风电的随机性和不可预测性就会使整个有功功率的性能受到较大影响，这对于电网系统稳定是不利的。

1.3对电网调节量的影响

电网在运行过程中，整体的负荷电量会随时发生改变。当电网的负荷出现骤降或是骤增情况时，电网临时协调的风力其负荷量和变化功率是不均衡的。而风电接入电网调度之后，电网的协调动作是可以配合完成风电总变化方向和负荷电量的，这就是所谓的净负荷转变。但要注意的是，电力企业要根据风电分布情况计算出电网调节量的大小，并且要掌握好净负荷的散布规律，才能有效地把控风电接入的调节量变化。将2019年作为探究对象得出，风电场电网调节点的时间间隔分别为：15min、30min、1h，而各时间段净负荷的转变量基本都会超过了负荷的有效转变量，对于较低的转变量会直接进行累积，这也意味着风电接入后电网的调节量随之提升。

1.4对电力系统稳定性的影响

在实际中，当风电的规模较小时，电网调度的整体功率和设备负荷是比较小的，对此电阻的电力损耗也会随之减小，而将风电接入电网系统之后虽然整个电网电压的稳定性得到了保护，但这也仅局限于小规模的风力发电。对于一些规模较大的风力发电而言，当风力的变化较大，其电能的电波就会大幅度增加，造成这一现象的主要原因在于风力发电机会产生无用功变化，这样大幅度的变化会对电网电压的整体稳定会带来巨大冲击。由此可以看出，电力系统的稳定性与规模和接入风电设备有着紧密的联系。但还要注意风力发电机的功率、型号，因为风电接入电网的位置不同、设备型号不同、规模不同，其对电力系统和整个电网电压造成的影响也是不同的，对此，企业一定要根据实际情况进行有效判定。

1.5对电网运作设备的影响

大规模风电接入电网之后，通常会对电网的调度、协调作用、负荷追踪、机组开关等产生一定的影响。这时电网要加大一级备用设备的功率的均衡变化量，其目的在于有效控制风电转变系数，维持电网电压稳定。其次，风力的转变与风场的地形、地段环境有直接的关联，所以一般电网调度所需的一级备用都比较小。随着大规模风电接入后，电网的净符合的预估值会有所增加，这代表风电对电网运作设备有一定的影响。一年当中，风电的预估值是不断积累的，长时间下也会出现对消的现象。因此，在实际中企业要明确电网运作设备在大规模风电接入点的添加以及在整个运行过程中的作用。其二，企业还可要通过简单的风电调度预算误差来寻找问题散布原因，从而获得传统风电调度结果。之后再将这些数据利用科学的手段依次运用到实际的电网运作设备中作为备用数据，这样做的目的是为了有效提升大规模风电接入后电网的备用容量，以便于后续的风电衔接所用。

1.6对电网保护装置的影响

为了保护整个电网系统的安全，一般的电力企业都会根据电网分布情况进行保护装置安装，这样做的目的在于电网在发生故障时，保护装置可以及时切断一切电路，避免大规模电力事故的发生。但是随着大规模风电设备的接入，电网保护装置也会受到波及，尤其是当装置长时间的运作下，电网会引起电压和电流的波动，如果波动太大，原有的保护装置就会根据自身设定保护数值进行线路保护。但由于电网设备都有一定的特殊性，所以根本不能全部更换。试想，由于原保护装置的保护值较小，一些新型大型风电设备运作功率较大，一旦风电接入电网进行运作原有保护装置就会在装置没有出现故障情况下进行误判，这样一来就会引起整个电网系统的正常运转，这对电力企业而言是一种较大的经济损失。因此，企业要根据实际情况进行电网保护装置的安装，避免由于保护装置安装不当而给电网系统带来一定的安全隐患。

2电网调度相关问题整改措施

2.1加强天气预估

首先，在实际的电网调度中，电网备用都是通过均衡预估误差来确定的，但传统情况下的备用是无法真正做到均衡预估的，尤其是对于极端天气而言，天气骤变不能反映近期的电网备用情况，这时就需要利用加强天气预估，提前、多次对不同时段的天气进行预估，从而提升电网调度稳定度。其次，还可以通过强化负荷预估误差和强净化负荷误差来进行电网安全调度，从而针对极端天气做出有效的应急预案。

2.2提高电网电压的安全性和稳定性

首先，电力企业可以应用二级电压控制系统对整体电网进行安全把控。要知道风电大多是采用自然风力进行发电，自然天气变化幅度越大电网电压的波动幅度就会越大，这对于整个电网系统而言非常不利。但是如果采用二级电压系统，就可以通过枢纽节点减少外界因素对电网电压的冲击，这样一来电网调度的压力就会变小，其电网系统的安全性和稳定性就会提高。其次，可以有效地提升电场风机的低电压穿越力，要知道风力不足的情况下，电网电压的供电能力就会减弱，电流输出能力也会出现不足以及电力机组运转出现一定的运行故障，这对电网系统而言具有较大的危害，对此，企业一定要不断地提升电场风机的低电压穿越力，保证电网系统可以在安全、稳定的环境中运行，从而最大限度地降低电网系统的安全风险。

结语

现阶段大规模电网接入已经成为不可避免的发展趋势，因此对于工作人员而言，需要进一步把握电网接入对电网调度的影响，及时提出应对措施，这样才能最大程度上保证电网安全。

参考文献

[1]王伟冠.大规模风电接入电网的相关问题及解决措施[J].科技与创新，2016，（4），138-138.

[2]李岩.大规模风电接入电网的相关问题及措施探讨[J].工程技术：引文版，2016，（9），00199-00200.