大规模风电接入对电网调度运行的影响

薛娟

（延安供电分公司 陕西省延安市 716000）

风电作为新型的清洁能源，与传统电源存在着很多不同点。近年来，大规模风电系统的安装数量不断增加，呈现了快速发展的阶段。大规模风电系统的安装对电网调度运营会产生一定的影响，对电力系统的稳定运行和电网频率的控制问题，具有一定的挑战性，需要展开深入的分析。尤其是对所产生的净负荷变化，将会贯穿电网的整体，所以电力企业和工作人员应当加以重视。

1 大规模风电接入对电力系统稳定运行产生的影响分析

1.1 小干扰稳定

随着当前风电安装系统的不断增加，对电力稳定系统会产生直接的影响，尤其是在小干扰稳定方面。有研究表明，大量的风电系统安装会对电力系统的阻尼产生负面影响，在严重的情况下，会导致风电系统失衡。所以风电系统在安装的时候应当注重电力系统的阻尼特性，所以应当对电力系统的阻尼展开深入的分析，来揭示对电力系统阻尼产生负面影响的原因。电力系统本身在运行的状况下是稳定的，大规模的风电接入，会对电力系统的稳定产生一定的威胁，需要展开更加深入的研究，这对于电网的发展有重要意义。

风电系统规模的加入，会使电力系统的运行方式更加复杂，并且对于工作人员的控制调度工作有一定的难度，单纯的几个运行方式并不能说明一切的问题。目前对于风电系统的研究方法是选择线性化的模型展开深入的分析，也就是说采用负阻尼机理。对于电力系统阻尼的特性以及其他方面展开更加深入的分析，线性化的模型方式是最为合适的。在采用线性化模型进行分析的时候，只有在保障运行参数稳定的时候，运行点周围发生一些变化，这时运用现行的模型分析，才会有一定的作用和意义。如果说在参数波动较大时，采用该种方式就会产生较大的误差，影响分析的结论。国内发生的机理不明的低频振荡，已经引起了很多电力系统企业的关注，这就说明已经无法使用负阻尼的机理来解释低频振荡的现象。对于低频振荡的研究过程，无法采用仿真模式，重现这一振荡过程，来展开深入分析和研究。风电系统规模的安装数量不断增加，传统的线性化分析方法还能否继续使用，需要相关人员展开进一步的研究，也期待有更好的方法能够解决这一问题。

1.2 暂态稳定

暂态稳定主要指的是电力系统在运行的过程中受到非常严重的扰动，之后所经历的一个暂态过程。在电力系统运行的过程中，同步的发电机或异步的发电机滑差，在使用时可以稳定某一态值，这就会称为暂态稳定。暂态稳定与小干扰稳定二者是有一定的区别的，有一项最主要的区别就是在运行的过程中受到干扰之后，运行参数会距离平衡点有较大的差距。除此之外，也存在不同的分析方法。在电力系统的运行过程中，涉及到异步发电机的应用，一部发电机在应用的过程中不够稳定，有一定的缺陷，所以导致出现暂态稳定的问题。除此之外，大规模的风电接入对于电力系统的稳定运行会造成一定的影响。也会使电网的拓扑结构发生改变，使暂态稳定问题更加严重。风力系统在运行中，也可以采用感应发电机的形式感应发电机，这与常规的发电机是不同的。感应发电机的一大优势就是，能够在发生故障时有暂态的特性。大量的风电接入系统会改变电力系统的分布结构，在接入到电网后，会使系统中的暂态特性产生变化。

风电接入的容量不断增加，使电力系统在运行的过程中也非常的复杂，这就会使暂态稳定性的问题更加恶化。对于暂态稳定的问题分析有多种方式。时域仿真法是相对来说比较有效的，但是计算的工程量大，很难以进行实时操作控制。直接法能够对暂态稳定性展开在线的分析，具有非常可观的前景。但是截止到目前，很多电力企业在应用直接法的时候，所使用的模型详细程度和准确性还是存在很多问题，无法实现在线分析这一效果，导致直接法的分析方法无法发挥自身的优势。人工智能法是随着科学技术不断进步而兴起的方法，该种方法不需要具备模型，在解决问题这一方面能够更加高效。但是在电力系统的应用中，还需要更加深入的研究，以上所说几种方法都有各自的优势和劣势，相关的工作人员可以采取多种方法，结合的方式是暂态稳定的分析，能够更加深入。

1.3 电压稳定性分析

电力系统电压的稳定是非常关键的。大规模风电的接入，会破坏电压系统的稳定性。

如果风电接入在电力系统没有储备充足的情况下进行，会造成电压出现失衡的现象。这就涉及到使用一些无功补偿的设备，比如并联电容器组以及静止无功补偿器等等多种，并联电容器组的使用性并不高，不具备低电压的穿越能力。而静止无功补偿器的应用是非常普遍的，在市场上的使用的次数也不断增加。低电压穿越能力是影响电网电压稳定的一个主要原因，也是能够稳定电压的一个保障。所以低电压穿越需要在风电机组并网电压电流时，要使风力机保持不脱离电网的状态，使其能够向电网提供充足的功率，支持电网电压能够正常的运行，避免和减少大规模风电接入所造成的影响。除此之外，电力系统中的低电压穿越能力也是非常重要的，能够在关键时候发挥一定的作用，对电力系统起到保护作用。相关的风电场在具备低电压穿越能力的情况下，就会使电力系统运行的更加稳定。如果不具备，一旦发生特殊情况或故障，就需要启动保护装置，使风电场在系统容量小的时候能够接受。风电接入的规模较大，会使电力系统难以承受，所以导致系统在这时难以正常的运行，严重的情况下可能承受不住较大容量出现电压失稳，甚至是电压崩溃，造成众多的大面积停电，产生严重影响。

2 大规模风电接入对电网频率控制性能产生的影响分析

大规模风电接入会增加电网频率控制的压力。在这种情况下，电网会防止电力系统产生的一些故障，而采取频繁调节的行为，最终产生电网的性能下降的现象。因此，在风力发电的阶段中，应该根据电网的性能对频率展开相应的控制，这是工作人员以及电力企业所要重点关注的一项问题。也有很多研究表明，在风电变化的过程中，需要工作人员记录相关的数据。比如将接入风电前后的情况记录下来，并对其进行比较，分析影响电力系统运行的一些因素。再通过增量的结果进行分析，更加深入的评价控制区域的性能。除此之外，还应该更加注意大规模风电接入对电网频率控制的影响，还会与电能供给息息相关。风电的大量接入会使电力系统的结构发生变化，也会影响电源的稳定性，甚至出现一些安全问题。所以要对电能供给也要更加重视电力系统能够更加正常有效的运行。

同时在分析电网的一些运行特征中，也可以更加全面地进行研究分析。电网运行过程中的负荷问题，如果电网出现了负荷急速上升或下降的现象，这时就需要对电网进行调节，使其负荷能够更加标准，更加平衡，避免引发一些不平衡的功率产生安全的问题。但是随着大规模风电接入到电力系统中，电网的调节问题就变得相对有一定的难度，需要考虑众多的因素。比如风电与平衡负荷之间的关系和变化等，也就是静负荷波动，工作人员需要识别和掌握负荷的分布规律，来将其风电没有接入到电力系统的情况进行对比，就可以了解在风电接入后负荷对电网调节产生的影响。依据这一方法对电网的调节量进行分析之后，就能够发现影响电网频率控制的原因。对根据原因对其进行调节和控制。就能够发现静负荷的变化量要大于负荷的变化量，但是会小于风电的变化与负荷变化量的直接叠加。这一分析的结论能够说明电网调节量会受到风电接入的影响，使调节量增大，但是并没有非常明显的增大趋势。出现这一现象的主要原因也有众多的考虑因素，比如风电在电网系统内消纳，或者风电本身具有变化性，与电网中的负荷变化性有所中和，最终缓解了电网调节的压力。

3 电网调度的发展展望

3.1 电网调度的优化

电网调度的发展趋势可以进一步优化，在大规模风电接入之后，电力系统就会受到一定的影响，不管是电网的稳定性，还是电网频率控制方面都需要，进一步分析和研究。所以电网调度的发展趋势也会朝着更加优化的方向发展，根据风电接入的数量不断增加，电网调度的发展也应该朝向更加安全的方向发展。根据风电接入规模的加大，对电力系统的容量进行扩大，使其能够满足风电接入的需求。所以根据风电接入在电力系统产生的影响，应当对未来的发展趋势进行深入的分析，可以在电网调度的发展中增设风电场安全容量的方法。由于介入的发电机在结合风电场的一些特质，对其接入展开更加深入的影响和全面的影响，保障风电的接入过程中能够，提供一个电网容量的风电厂，才能保证电网调度的能力，避免产生一定的安全问题，在电网调度的期间，还应当根据实际的现场情况进行调整。一些风电接入有特殊性，需要强化重合闸管理。并且还应当考虑到电压稳定的差异，要使电力系统能够快速的接受风电接入规模，还需要做出进一步的优化。为了避免工作人员在工作的过程中受到众多问题的困惑，在大规模风电接入的过程中，可以采取零电压穿越的方法，来结合风电场的实际情况控制，每次穿越的时间一般的情况下是不高于125 ms，来进一步保障电网的调度能力。

3.2 电力系统自动化的发展趋势

随着科技水平的不断进步，电力系统会朝着自动化的趋势发展。也就是说，电网信息能够以更加数字化的方式呈现，实现很多数字信号和模拟信号的转换，也能够对电网设备进行一定的保护，这一过程中需要相关的人员对数据信息进行采集和控制保障，能够完成对信息的处理工作。这也为风电接入到电力系统中提供了更多数据信息资源，也提供了更多可研究的对象。在这一过程中，需要保证数据信息的准确，相关的研究专家才能够深入分析到这一环节。其次，要保障电网能够稳定的运行。只有在电网正常运行的过程中，才能展开更加深入的发展，朝着自动数字化的方向发展。电网调度还可以朝着集成化的方向发展，也就是说在运行的过程中，可以从多个方面进行深入分析，实现数据的处理。尤其是调度数据的集成化，更需要具备多项信息，进而实现全面的整合，同时在集成化信息中要保证数据的质量和水平，才能够提高服务质量。

电网朝着自动化的方向发展，是依据在电子计算机的基础上进行的。需要一定的计算机技术，使电力系统在运营的过程中能够直接接收相关的数据和信息。调度员在这一过程中发挥着重要的作用，需要根据现场的实际情况进行调整。通过自动化方向的发展，能够及时监控运行的状况，如有故障，及时警报，调度员在进行调整，为电网调度的控制工作提供了一定的科学依据。现在电力系统的结构相对比较复杂，再加上人们对供电的需求不断提高，要缓解这些问题，就需要大量的数据进行深入的分析。相关的调度人员在控制电网的时候，要不断掌握数据的变化，根据实际的变化情况展开针对性的策略分析，使电网调度工作能够更加灵活。

除此之外，电力系统还可以分期分块的调度发展。电力系统虽然实现整体运行，但是也是分为不同类型。每次对其进行分析时，都需要对互联网的相邻电网进行分析。互联网的技术为传统电网的分析方法带来了一定的挑战，自动化系统的发展方向可以通过调度数据平台以及电网的运行动态展开深入的分析，对于所收集的结果实现共享。但是电力系统目前缺乏一定的有力支撑，对于维护工作要求较高。所以就可以利用网络技术建立计算机数据储存等各方面技术的结合，建立资源共享，就会使电力信息化的程度不断加深。从而推动电力系统朝着更加自动化的方向发展。

4 结束语

本文针对大规模风电接入，对电网调度运行的影响，还深入的分析了大规模风电接入对电力系统的稳定，以及电网频率的控制会产生一定的影响，需要相关的电力企业以及工作人员加以重视。并且对电力系统展开科学合理的控制，使其能够接受风电的接入。风电接入到电力系统中，是未来发展的趋势。所以工作人员应该掌握和了解风电接入对电力系统的影响，并做出相应的改进措施，来保障电力系统能够正常稳定的运行。