探析风电并网对电力系统调度运行的影响

冯晓欢

广东水电二局股份有限公司 广东广州 510000

科技日新月异的发展和进步，发电系统渐渐地形成以风力、水力和火力发电为主的发电体系，风力发电具有天然性特点，它不会对自然环境构成严重威胁，是一种可持续能源，同时也是先进的技术。故风力发电技术凝住了我国工程师的心血，受到越来越多电力企业的欢迎。但是风力发电技术也存在一些不足点，比如说，风是自然产物，自身的不确定因素较多，比如说容易受到电压、电流等因素的影响，这些将会影响风电并网之后的系统运行效果，还会影响发电系统的频率、电压的稳定，这就需要发电企业做好相应的分析工作，并且从根本上解决问题。

1 风电并网后的系统频率

1.1 保持电力系统频率更加稳定

以往科研项目中会把电力系统的稳定问题作为重点研究的内容，包括电压和功角的稳定性，但是却忽视了频率稳定问题。当下，随着现代科学技术的不断创新和发展，电力系统要承担越来越大的负荷总量，并且系统频率经常出现失稳的现象，这就会不利于城市电力系统的正常运作。所以工作人员要研究电力系统频率的稳定性，而动态分析计算过程需要一定时间，难以满足实际运用的需要，故工作人员要从静态这一角度，使用快速评估和直接法来计算。

1.2 风电机组并网之后电力系统频率变化

和之前的水利或火力发电相比较，风力发电具有较差的稳定性能，且强弱波动性比较严重，功率输出不够稳定，难以受到人为控制。风力发电产业在我们国家迅速壮大，现在已经形成了相对完善的产业规模，把风力发电站并入到现代化电网的运行中，这将有助于风力发展的功率和波动情况更加稳定。站在电力系统安全运行的角度，我国电力系统的风电场本来就是大型的干扰发生源，为更好地使用风能资源，需要对风电场电力系统大小的稳定性进行分析。

2 风电机滑差的电压稳定性

在分析风电机滑差的电压稳定性时，我们可以把滑差作为其中的变量，然后设立专门的风力发电机模型，把滑差、负荷和风速的随机性与间断性要素纳入到潮流计算中。把潮流算法结果当作观察电压不稳定节点的重要数据，从而指导后期工作的有效开展。和一般的计算分析法相比可以更直接找到系统内电压不稳定的缘由，还可以判断不稳定电压存在的范围。

3 风电场并网后对电力系统调度运行的影响内容

3.1 电力系统的调峰难度加剧，电力系统调度运行经费增加

由于风电场发电运行过程中存在一些不确定性因素，如此一来容易出现功率变动现象，在风电场并网之后功率变动与用电负荷变动有所区别。那么电力系统需要留置充分的备用容量来协调风电功率的变动。这部分额外的旋转机组能够承担传统机组的负荷，还可以降低电力系统的燃料费用；另外，因为额外旋转设备正式使用之后会出现系统维护费用，从而确保旋转备用容量设备的有效运作，进一步增加了电网调度的运行费用。风电场中发电装置的功率变化迅速，风电场并网在运行的时候具有削谷与填峰的反调峰功效，那么电网系统还要准备相对便捷的调峰率，这样一来就慢慢地扩大了电网的等效峰谷差，从而导致电力系统负荷特性的恶化。为了保障系统的安全和稳定运行，就要做好整个电力系统的调峰工作，这也会加剧电力系统人员的工作难度，使得电网运行经费增加。所以要进一步强化风电功率的预测效果，还要建设完善有效的风电系统储能系统。

3.2 无功调节难度加大，电力系统抵御故障能力不足

风电场在正常运行的时候要吸纳丰富的无功功率，并且建立旋转的磁场，但是无功功率不仅需要本身的无功补偿，更需要电网中的无功功率补给，从电网中吸纳的无功功率要大大多于在风电场上获得的无功功率量。如果风电场并网运行容量太大，一般来说会超过整个电网容量的十分之一，这个时候就要从电网系统中吸收大量的无功功率，从而降低电力系统的无功储存度，容易损坏变压器、继电保护器，使得电网抵御故障能力不足。绝大部分风电机组无法合理地调节电压变动状况，只可以设置简单的低电压保护的动作数值。如果电网系统的母线电压出现变动，那么风电机组要自动开启保护装置，这样可以更好地保护电子电力设备。电力系统出现故障会使电压迅速下降，还会出现电压过大的现象，而集中运行的风电机组则会在短时间内分裂，这将会对电力系统构成二次冲击，二次冲击会产生严重的后果，甚至让整个电力系统崩溃，无法正常运行，这也会对电网调度运行产生不利影响。因此，风电场并网容量的扩大在一定程度上会削弱电网抵御故障的能力。

4 结语

本文主要分析了风电机组在并网之后系统频率以及电力系统的调度运行等方面的影响内容，通过相关的实验分析和理论分析，我们发现风电场并网对电力系统调度运行的影响主要有两个方面，首先，电力系统调峰难度会加剧，电力系统的调度运行经费增加；第二，无功调节的难度加大，电力系统抵御故障的能力有所不足。所以今后我国将重点发展风力发电行业，风力发电行业具有显著的优点，风力发电对于环境的污染比较效，甚至在功效上领先其他发电系统和产业。电力系统是我国重要基础产业，其他产业的发展都需要电力系统的支助。要进一步发展我国科技实力，风力发电是一项重点研究内容。