风电大规模接入对电力系统影响

　 皿 -JUi 模舞构" ♦ 力京佻畛,响 兰国军 电力系统及其自动化 20111100351

　风电场出力的主要特点是随机性、间歇性及不可控性 O 随着风电场的容量增大，对系统的影响也越来越明 ,显。

　• ■具体表现在以下两方面：

　■ 1 .电网并网的风电机组的电力供应无法满足稳 定性、 . 连续 4 生和可调性等要求，输出功率的不断变化容易对 . 电网造成冲击。

　, ■ 2 .无法预知风电厂未来不 同时刻的发电出力，调度运 • 行人员无法对风力发电做出有效的发电计划，导致系 • 统备用 电源、调峰容量和系统运行成本增加以及威胁 • 系统安全稳定。

　 ■ 电本向度 ■■ 1 、风力发电机组大多采用软并网方式，在启动时 • 仍会产生较大的冲击电流。当风速超过切出风速时， • 风机退 出运行。如果整个风电场所有风机几乎同时动 • 作，这种冲击对配电网的影响十分明显。

　■ 2 、风速的变 10 和风机的塔影效应都会导致风机出 . 力的波动，而其波动正好处在角乞够产生电压闪变的频 - 率范围之内（低于 25Hz）, 因此，风机在正常运行时也 会给电网带来闪变问题，影响电能质量。

　q,错波缶集 风电给系统带来谐波的途径主要有两种：

　1 .风力发电机本身配备的电力电子装置，带来谐波 问题。因为变速风力发电机通过整流和逆变装置接入 系统，如果电力电子装置的切换频率恰好在产生谐波 的范围内，则会产生很严重的谐波问题。

　2 .风力发电机的并联补偿电容器可能和线路电抗发 生谐振。谐波问题，势必造成谐波电流注入电网。

　 **** 谐波对电力网的危害：

　■增加了电力网中发生谐振的可能； ■增加电气设备附加损耗； ■加速绝缘老化，缩短使用寿命； ■继电保护、自动装置不能正常动作; ■不能正确计量仪表； ■干扰通信系统。

　 三、电压稳定性 大型风电场及其周围地区，常常会有电压波动大的 • 情况。主要是因 为以下三种 情况。

　• ■ 1 .风力发电机组启动时仍然会产生较大的冲击电流。尤 • 其是多台风力发电机组同时直接并网会造成电网电压 ■ 骤降。

　, **多台风力发电机组的并网需分组进行，且要有一定 * 的间隔时间。

　2 .当风速超过切出风速或故障时，风力发电机组的脱 网会产生电网电压的突降，由于机端电容补偿抬高了 脱网前的运行电压，脱网后弓 I 起更大的电压下降。

　 3 .风电场风速条件变化也将弓 I 起风电场及其附近 的电压波动。

　比如当风场平均风速加大，输入系统的有功功率 增加，风电场母线电压开始有所降低，然后升高。

　（这是因为当风场输入功率较小时，输入有功功率弓 I 起的 电压升数值小，而吸收无功功率弓 I 起的电压降大。当风场输入功 率增大时，输入有功弓 I 起的电压升数值增加较大，而吸收无功功 率引起的电压降增加较小。

　）

　 •四.无功控痫 ♦ 大型风电场的风力发电机几乎都是异步发电机，在 • 其并网运行时需从电力系统中吸收大量无功功率，增 ■ 加电网的无功奂担，可角巨导致 <1 、型电网（内蒙古电网）

　. 的电压失稳。因此风力发电机端往往酉己备有电容器组 e

　,进行无功补偿 • ■ 内蒙古电网属于小网架，而风电接入容量的各项比例 已经达到全世界的领先水平，接入容量越大，因此，对 > 于内蒙古电网，风电大规模并网后，在以上各方面，

　励 电力系统的影响也越大。

　 ■ 1. 反调峰特性，夜间低负荷、大风 时段，风电出力快 •速增加 O ♦ . 2 .内蒙古冬季气候寒冷，电网供热机组占火电机组比例 接近 40 %。受电源结构制约，内蒙古电网调峰、调压能 • 力不足、手段单一。特别是冬季供热期，供热机组必须 • 满发运彳亍,不角邑参与调出务,大规模风电并网后，电网无法保 • 证安全运行。

　■ 3 .内蒙古风电装机容量已超过最高供电奂荷的 25% 以上 • ，内蒙古电网通过优化调度，白天风电都能够满奂荷运行, • 但到 后夜低谷期,为保证城市居民供热，留给风电的负荷 • 裕度已经很小，风电不得已采取全部”弃风”的措施。

　 ■ 1 .电网投资能力无法满足大规模开发风电送出要求。

　也就是大规模风电并网后的消纳 困难。

　■ 2 .电网投资能力不能满足风电发展的需要。因为风电接 入，电网不但需加大 500千伏主网架的投资，而且需进一 步加强电网结构和电网改造，从而加大电网 投资压力。

　 •傩裕&舞 决方依 1 .统筹兼顾，逐一解决问题，实现科学发展 2. 合理安排风电开发建设时序，实现有序发展 3. 电网、常规能源、风电要统一规划、统一审批、分步实施 4. 风电与火电等其他电源按照一定比例配套发展，打捆外送 5. 通过坚强电网及外送通道，实现更大范围内的资源优化配置 参照成功案例，逐步建立风电全国消纳平台 6 .规范风电并网管理，推广应用风电运行控制新技术