有关于接入风电接入对电力系统影响

论文导读：
【摘 要】 风能是一种可再生的绿色能源，风能具有随机性、间歇性、不稳定性的特点，会给系统的电能质量、稳定性等造成严重的影响。阐述源于：党校毕业论文www.7ctime.com
了当前风力发电的特点，综述了风电接入电网对电力系统带来的影响。
【关键词】 电力系统 风电 影响
1 引言
随着现代工业的飞速发展，人类对能源的需求显著增加，然而煤炭、石油、天然气等常规化石能源日趋匮乏。为了实现能源的可持续发展，新能源和可再生能源得到了全世界范围内的日益关注。风能是一种洁净的可再生能源，可以说取之不尽、用之不竭。风能的大规模利用成为世界范围内解决能源短缺、减少有害气体排放的一项有效措施。但是由于风力发电的自身特性，风电的大规模接入将对电力系统运行产生一定影响。
2 风力发电的特点
大型风电场并网时具有与常规能源发电厂不同的特点，主要体现在以下几个方面：
（1）出力不可控性。风电机组的输出功率随着风速的频繁波动而不断变化，呈现出很强的随机性，风电场出力的间歇性和波动性将影响系统的发电可靠性，导致系统备用容量增加。
（2）不可调度性。由于风能的不可控性，因而不可能根据负荷的大小来对风电场进行调度，给电力系统调度带来了不小压力。
（3）目前广泛采用的风电机组一般是异步发电机，在发出有功功率的同时，发电机会从系统中吸收无功功率，并且无功需求随有功输出的变化而变化。
3 风电并网对电力系统的影响
风力发电机的原动力是自然风，风的随机性和间歇性决定了风力发电机的输出也是波动和间歇的。当风电场容量较小时，这些特性不会对电力系统运行产生明显影响，但随着风电渗透率的增加，风电接入对电力系统的影响就越来越显著。风电并网对电力系统的影响主要体现在以下几个方面。

3.1 对电网的冲击

大型风电场的风力发电机以异步发电机为主。由于异步发电机没有独立的励磁装置，在并网前发电机本身没有电压，因此并网时会出现一个暂态过渡过程，将流过冲击电流，其大小是额定电流的4～7倍，而最大瞬时电流可能达到额定值的8倍，然后在零点几秒内进入稳态。影响冲击电流大小的因素主要有发电机本身暂态电抗大小和并网时电网电压高低，其有效值还与并网时的滑差有关。滑差越大则交流暂态衰减时间就越长，并网时冲击电流有效值也就越大。这也可能造成局部电压水平降低，使得并网失败。风电机组与大电网并网时，合闸瞬间的冲击电流不会对发电机和电网安全运行产生太大影响。然而对于小容量电网，风电场并网瞬间电网电压将大幅度下跌，从而影响电网中其他电气设备的正常运行，而且有可能造成电机保护开关动作，甚至将影响整个电网的安全稳定运行。目前通常采用装设软起动装置以及风机非同期并网来减小冲击电流，但这会给电网带来一定的谐波污染。

3.2 对电网电压的影响

风电出力大小随风速而变化，同时由于风能资源分布的限制，国内风电场大多位于电网末端，网络结构比较薄弱（短路容量较小），风电出力的波动会使其吸收的无功相应变化。若风电场容量较大，当系统电压水平降低时，由于作为无功补偿装置的电容器组装设在机端，而无功补偿量又与接入点的电压的平方成正比，因此无功补偿量下降。此时风电场本身就缺乏无功支撑，而无功补偿量反而减少，导致风电场对电网的无功需求进一步上升，电压水平加剧恶化，造成电压崩溃，这时部分风电机组自身低电压保护动作而停机。风电机组停机后，风电场的有功出力降低，无功需求相应减少，系统失去这部分无功负荷又容易导致电压水平偏高。因此，并网风电场可能引起局部电力系统电压失稳。总之，风电场在并网运行时必然会对电网电压质量和电压稳定性造成影响。另外，正常并网运行时，若无功补偿不足，有功和无功潮流都有可能发生反向，逆潮流可能会引起继电保护装置误动作。

3.3 对电网电能质量的影响

随着风电装机容量的不断增加，风力发电对电网电能质量的影响得到了广泛关注。风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率呈波动性，可能会对电网的电能质量产生影响，如电压偏差、电压波动和闪变、谐波以及周期性电压脉动等。目前风电机组大多采用软并网方式，但在启动时仍会产生较大的冲击电流。另外当风速超过切出风速时，风机会退出运行，出力从额定值变为零。如果整个风电场所有风机几乎同时动作，这种冲击将对配电网造成十分明显的影响。此外，风速的变化和风机的塔影效论文导读：
应都会使风机出力发生波动，而其波动正好处在能够产生电压闪变的频率范围之内（低于25Hz），因此，风机正常运行时也会给电网带来闪变问题。

3.4 对电力系统稳定性的影响

电力系统稳定性是指在给定的初始运行方式下，一个电力系统受到物理扰动后仍能够重新获得运行平衡点，且在该平衡点大部分系统状态量都未越限，从而保持系统完整性的能力。在风电渗透率高的电网中，需要分析系统稳定性问题，验证系统暂态稳定、电压稳定等。并网风电场对于电力系统稳定性的主要威胁一方面在于风速的随机性和波动性使得风电场出力随时间变化，并且难以准确预测，因而导致风电接入系统时存在潜在安全隐患，风电场出力过高可能降低电网电压安全裕度，容易导致电压崩溃。另一方面在于弱电网中风电注入功率过高将引起系统电压稳定性降低。
4 结语
风电作为一种清洁、绿色的可再生能源，具有经济、环保等显著优势，但风力发电并网对电力系统运行各方面有着不可忽视的影响。在未来一段时间内，风力发电要具备与传统发电技术相当的竞争力，还需进一步改善其并网性能，力求降低风电并网对电力系统运行的负面影响。
参考文献：
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