风电接入对电力系统的影响及应对策略

风电接入对电力系统的影响及应对策略
风电接入对电力系统的影响及应对策略

风电接入对电力系统的影响及应对策略

蓝伟

(福建省电力有限公司清流供电局,福建清流365300)

[摘要]开发利用新能源,既是国家发展的战略性新兴产业,又是我国电力工业的发展方向。由于风电在新能源的利用中具有很强大的竞争力,我国近年来风电发展十分迅速。但是随着风电场并网规模的不断增加,严重削弱了原有传统电源对电网运行的调控能力,风电场接入电网对电能质量和安全稳定运行的影响等问题日益突出。本文介绍了风力发电的特点及现状,并对大规模风电接入电网对电力系统带来的影响进行了综述,并针对不同问题总结了可行的解决措施,总结了可行的解决方法和研究热点。

[关键词]风电;电力系统;电能质量;稳定性

新能源发电对节能减排、解决能源危机具有重大意义,但对电力系统而言,新能源的接入是机遇与挑战并存。本文以大规模风电接入电力系统为例,介绍了风力发电的特点,阐述了风电场并网运行会对电力系统的安全性、稳定性、电能质量、系统可靠性、继电保护等方面带来的影响,并对相关的应对措施进行了综述。

1风电接入对电力系统的影响

1.1风力发电的特点及现状

近年来,我国风力发电蓬勃发展,截至2010年我国风电累计并网装机3107万千瓦,装机规模居全球第二,全年发电量501亿千瓦时。风电建设呈现以下特点:1)风电总装机容量快速增长,风电在电网中所占比重不断增加。2)单个风电场装机容量不断增加。3)风电场接入电网的电压等级更高。4)风电机组的种类不断增多,风电机组单机容量不断增大。

由于风能具有随机性、间歇性、不稳定性的特点,当风电装机容量占总电网容量的比例较大时会对电网的稳定和安全运行带来冲击,对电力系统造成的影响不容忽视。

1.2风电接入对电力系统的影响

由于风电场内不同地理位置的风力资源分布、风速不同,以及风电场电网结构、控制方式和风力发电机组受到的塔影效应等因素,风电场的输出功率具有随机性、扰动性和间歇性等特点。小规模风电场的装机容量较小,不会严重影响电力系统,但是大规模风电场对电力系统的影响较之显著。功率的变化将会对电网产生一系列的影响,主要包括:对电能质量的影响、对电网稳定性的影响、对继电保护的影响等。

1.2.1风电接入对电能质量的影响

由于风力发电的间歇性和波动性,给电网的电能质量带来了严重的影响,如电压波动、电压偏差和闪变、谐波等。目前,风力发电对电能质量的主要影响是电压波动与闪变,而谐波的影响也不容忽视。风电给系统给电网带来谐波的途径主要分为两种:一是风力发电机本身配有的电力电子装置,如并联电容与电抗元件发生谐振会放大谐波效应。二是风力发电机的无功补偿装置,如并联电容器可能会和线路电抗发生谐振。

1.2.2风电接入对电网稳定性的影响

风力发电系统一般在电网末端接入,改变了配电网传统的单电源分布式结构,使潮流流向和分布都发生了改变。随着风电注入功率的增大,可能会引起风电场附近的局部电网电压越限,严重时可能会导致电压崩溃。传统风电场容量很小,一般都作为负荷不参与电力系统的控制,当系统发生故障时,切除风电机组保证风电场和电网的安全。但是随着风电场渗透功率的不断增大,风电输出的不稳定性对电网的功率冲击效应也不断增大,对系统稳定性的影响就更加显著,严重时将会使系统失去动态稳定性,导致整个系统的瓦解。

1.2.3风电接入对继电保护的影响

风电机组的频繁投切会损坏接触器,缩短接触器的寿命,为了减少风力发电机组的投切频率,在有风期间,风力发电机都必须保持与电网相连。而且当风速在启动风速附近波动时,允许风力发电机短时电动机运行。因此,流过风电场和电网之间联络线的功率有时可能是双向的。当风电场在电网末端接入配电网时,由于配电网采用的是三段式电流保护,尽管系统故障时风力发电提供的短路电流有限,但也有可能会影响配网的保护装置的正确运行。所以风电场的保护装置的整定和配置需要考虑这种运行方式。

2解决措施

2.1改善电能质量

并网风电场的公共连接点短路比SCR和电网的线路电抗/电阻比即:X/R比,是影响风力发电引起的电压波动和闪变的重要因素。SCR 越大,风力发电机组引起的电压波动与闪变越小。如果电网线路X/R比合适,无功功率引起的电压波动可以补偿有功功率引起的电压波动,从而减轻整个平均闪变值。在风电场设置合理的电容器组(或电抗器组)可以抑制电压变动和电压偏差。

2.2提高电压稳定性

提高电压稳定性的措施主要有:

2.2.1无功补偿

提高无功补偿能力提高大容量异步风力发电场接入后电网电压稳定性的重要措施。适当提高电容器的补偿容量,有助于提高风电系统短路故障后的稳定性,进一步可以选择安装动态无功补偿装置来提供动态的电压支撑,改善系统的电压稳定性。

2.2.2双馈异步发电机

双馈异步风力发电机是目前风电场采用的主流机型,双馈机组定子直接与电网相联,转子通过双PWM与电网相联,实现转子交流励磁,通过坐标变换就可以实现转子的交流励磁电流有功、无功解耦,实现有功、无功功率的灵活控制,改善功率因数,提高系统的稳定性,不需要无功补偿装置。

2.2.3采用储能装置

超导储能装置(SMES)具有有功无功综合调节能力,具有响应速度快、转换效率高的特点,不仅可以进行有功功率的调节、无功功率的调节,还可以同时进行有功、无功的独立控制,具有很高的灵活性,能够降低风电场输出功率的波动,稳定风电场电压。

2.3保护装置的调整

风电场接入配电网时,须考虑风力发电提供的故障电流,需要重新配置和整定配电网保护;在进行风电场保护装置的整定和配置时,须考虑风电场与电网之间联络线的功率流向。目前通常的做法是按照终端变电站的方案进行配置和整定。主要依靠配电网的保护来切除系统的故障,然后采用孤岛保护、低电压保护等措施,逐台切除风力发电机组,从而在故障期间断开风电场与系统的连接,而当故障清除后,控制风电场自动重新并网。但是对于今后大规模风电场接入配电网的情况,这种方法会降低系统的可靠性。

3结语

风能作为一种可再生绿色能源具有改善能源结构、经济环保等方面的优势,但是风力发电也会给电网带来一些影响,如对接入电网的电能质量、电网稳定性、继电保护等方面的影响。所以在利用风能的同时,要采取相应措施,改善其并网性能,尽可能降低其对电力系统运行的负面影响。风电场功率综合控制与风电场输出功率预测对解决风电接入问题具有重要的研究意义。

科技前沿

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TECHNOLOGY WIND

风电接入对电力系统的影响及应对策略

作者:蓝伟

作者单位:福建省电力有限公司清流供电局,福建清流 365300刊名:

科技风

英文刊名:Technology Wind

年,卷(期):2012(23)

本文链接:https://www.360docs.net/doc/fe10915216.html,/Periodical_kjf201223038.aspx

风电并网对电力系统的影响及改善措施标准版本

文件编号:RHD-QB-K4609 (解决方案范本系列) 编辑:XXXXXX 查核:XXXXXX 时间:XXXXXX 风电并网对电力系统的影响及改善措施标准版 本

风电并网对电力系统的影响及改善 措施标准版本 操作指导:该解决方案文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的,并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。,其中条款可根据自己现实基础上调整,请仔细浏览后进行编辑与保存。 [摘要]:由于风电场是一种依赖于自然能源的分散电源,同时目前大多采用恒速恒频异步风力发电系统,其并网运行降低了电网的稳定性和电能质量。着眼于并网风电场与电网之间的相互影响,特别是对系统稳定性以及电能质量的影响,对大型风电场并网运行中的一些基础性的技术问题进行了研究。 [关键词]:风电场;并网;现状分析。 一、引言 风力发电作为一种重要的可再生能源形式,越来越受到人们的广泛关注,并网型风力发电以其独特的

能源、环保优势和规模化效益,得到长足发展,随着风电设备制造技术的日益成熟和风电价格的逐步降低,近些年来,无论是发达国家还是发展中国家都在大力发展风力发电。 风力发电之所以在全世界范围获得快速发展,除了能源和环保方面的优势外,还因为风电场本身所具有的独特优点:(1)风能资源丰富,属于清洁的可再生能源;(2)施工周期短,实际占地少,对土地要求低;(3)投资少,投资灵活,投资回收快;(4)风电场运行简单,风力发电具有经济性;(5)风力发电技术相对成熟。 自20世纪80年代以来,大、中型风电场并网容量发展最为迅猛,对常规电力系统运行造成的影响逐步明显和加大,随着风电场规模的不断扩大,风电特性对电网的负面影响愈加显著,成为制约风电场建

风电接入电网技术规定(通用版)

风电接入电网技术规定(通用 版) Safety management refers to ensuring the smooth and effective progress of social and economic activities and production on the premise of ensuring social and personal safety. ( 安全管理) 单位:_______________________ 部门:_______________________ 日期:_______________________ 本文档文字可以自由修改

风电接入电网技术规定(通用版) 1.1基本要求 风电场具有功功率调节能力,并能根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。为了实现对风电场有功功率的控制,风电场需安装有功功率控制系统,能够接收并自动执行调度部门远方发送的有功出力控制信号,确保风电场最大输出功率及功率变化率不超过电网调度部门的给定值。 1.2最大功率变化率 风电场应限制输出功率的变化率。最大功率变化率包括 1min功率变化率和10min功率变化率,具体限值可参照表1。 表1风电场最大功率变化率推荐值

风电场装机容量(MW) 10min最大变化量(MW) 1min最大变化量(MW) 150 100 30 在风电场并网以及风速增长过程中,风电场功率变化率应当满足此要求。这也适用于风电场的正常停机,但可以接受因风速降低(或超出最大风速)而引起的超出最大变化率的情况。风电场最大功率变化率的确定也可根据风电场所接入系统的状况、其他电源的调节特性、风电机组运行特性等,由电网运营企业和风电场开发运营企业共同确定。 1.3紧急控制 在电网紧急情况下,风电场应根据电网调度部门的指令来控制其输出的有功功率,并保证风电场有功控制系统的快速性和可靠性。

风电并网对电网的影响及其策略

风电并网对电网的影响及其策略-机电论文 风电并网对电网的影响及其策略 李梦云 (武汉理工大学自动化学院,湖北武汉430070) 【摘要】目前,中国风电已超核电成为第三大主力电源。但风力电场等分布式电源对电力网络的日益渗透的同时,给现代电力系统带来了很多方面的影响,比如改变了电力网络中能量传递的单向性,对现有配电网的稳定性产生较大的影响(尤其是对电网电压稳定性的影响)。因此,对风电并入配电网后产生的影响及其应对策略进行相关的研究是非常具有现实意义的。介绍了风力发电目前的发展状况和风电接入电网后对电力系统带来的影响,尤其是针对风电场并网后对电网的稳态电压的稳定性,以风速和风电机组的功率因数作为影响因素,从原理上,分别分析其对含风电场的电网的稳态电压的影响。最后在此基础上,提出初步的应对策略。 关键词风力发电;电网;稳态电压;影响;策略 0 前言 随着日益增长的电力负荷、能源的短缺、环境恶化的愈发严重,以及用户要求电能质量的提高,大家越来越关注DG(分布式发电)。研究表明,分布式发电的发展可以反映能源的综合运用、电力行业的服务程度和环境保护的提升。尤其是其中的风力资源,因为其是可再生能源、开发潜力大、环境和经济效益好,因此得到了广泛的应用,使风力发电成为分布式发电中重要的发展方向,同时也使其成为一种当今新型能源中发展迅速的发电方式。 1 风电并网对电力系统的影响

风电场并入配电网,使输电网对部分地区的电力输送压力得到缓解和电力系统的网损得到改善的同时,也对电力系统产生了许多不好的影响如电压波动、闪变等。 同时由于风具有随机性,其输入电网的有功和无功有很大的波动性。风速的不可预测这一特性,使我们不能对风电进行准确而又可靠地出力预测,我们需要更加注重负荷跟踪、备用容量等,提高了风电场的运行成本。 风电并网增加电力系统调峰调频的难度,不仅需要风电场容量,而且需要风电场快速响应负荷变化;风电机组并网时,会不可避免的对电网有冲击电流。风电场与电网的联络线的潮流的双向性,使并网后的电网的继电保护的保护配置提高了要求。 2 风电并网对电网电压的影响 配电网的电压分布情况由电力系统的潮流所决定,当电力网络中电源功率和负荷发生变化时,将会引发电力网络各个母线的节点产生变化。对风电并网的配电网来说,风电场的功率的波动会影响电网电压出现偏移。由于风电场接入配电网后,风电场的接入点的变化、有功功率和无功功率的不平衡等,会导致无功功率从无功源流向负荷。风电场的电压偏移会影响风电场的接入容量和风电并网后电力系统的安全运行。 2.1 风速变化对配电网电压的影响 将接入风电场的配电网系统的供电线路作等值电路,则风电场并网点至无限大系统两端的电压降落为: U1-U2=I(R1+R2+jX1+ jX2) (1) 上式中,U1为风电场的输出电压,U2为电网电压,R1、X1表示风电场的电

风电并网对电力系统稳定性的影响

风电并网对电力系统稳定性的影响 【摘要】风电作为一种重要的新能源,若能实现大规模利用对于解决当前全球性的能源危机有着重要意义。风电本身的波动性和间隙性给风电并网带来了很大的难度,本文将深入探究风电并网对电力系统的影响,旨在为同行进一步解决风电的合理并网问题提供一个有益的参考。 【关键词】风电并网;风电特性;电力系统稳定性 引言 保证电力系统的稳定性是电能生产、运输和利用的基本要求。风电作为一种新型能源,可控性较差,其本身的很多特性具有高度的随机性,因此,风电的大规模并网会对电力系统的安全运行产生很大的影响[1],风电并网已经成为制约风电发展的重要因素。 1.风电特性 风电特性是研究风电并网的基础。风电特性主要包括波动性和间歇性。波动性,又称脉动性,是指风电功率在时间尺度上具有沿某条均线不断上下跳变的特性,其特性可以通过波动幅值和波动频率表征。间歇性是指风电功率在时间尺度上具有不连续性。风电的这两个特性具有高度的随机性,从而是风电的可控性较差。风电功率的这些特性是由风力本身决定的,如风速,风向等。 2.风电并网对电力系统的影响 风电并网会使风电场对电力系统的安全稳定运行产生很大的影响。本文认为其主要影响包括以下几个方面: (1)对电压稳定的影响 由于风电功率具有波动性和间歇性,进而会导致电压出现波动和闪变。文献[2]详细研究了风电功率的间歇性对电力系统电压稳定性的影响,指出保证电压稳定性的关键问题是对风力发电机组的速度增量进行有效控制,对电压稳定性影响最大的区域分布在风电场及其附近的节点区域。 (2)对频率稳定的影响 风电的发电功率不稳定,具有间歇性和波动性,从而使其发电量也不稳定,输出功率不是恒定值。风速发生变化时其输出有功功率就会波动,进而导致电网内的有功也发生变化,有功会影响电网的频率。如果一个地区的风电所占份额过大,某一时刻有功频率变动过大将会导致频率崩溃,甚至会使得整个电网瘫痪。

风电接入对电力系统的影响及控制措施

风电接入对电力系统的影响及控制措施 互联网环境下,电力网络日趋复杂,使电网维护和管理难度增加,很容易出现电网瘫痪情况,造成严重的经济损失。在电力系统中接入风电,能够减少停电损失和故障发生率,使电力网络管理效率得到明显提升。文章简要论述风电场特点及风力发电机组故障情况,分析风电接入对电力系统的影响,提出具体控制方法。 标签:风电接入;电力系统;保护装置 前言: 风力发电属于可再生能源发电技术,应用日益普遍。风力资源丰富,但开发难度大。一些地区虽然适合风电大规模开发,但都处于电网末端,网架结构简单,一旦把风电接入电网,不仅影响电能质量、继电保护等,还会导致电网稳定性差。明确风电接入对电力系统的影响,采取专业技术手段加以控制,优化电力系统性能,为客户提供优质电力服务。 1风电场及风力发电机组故障 1.1风电场特点 风能具备随机性和不可控性,也不能够存储,很难像常规火电厂一样,通过调节汽轮机汽门,对出力进行有效控制,故而,风电机组发出的电能具备波动性和随机性特征。因风能具备不可控特征,无法依据负荷调度风力发电,使调度难度增加。当前,风电机组以异步发电机为主,尽管把无功补偿电容器组装设在机端出口,有功功率输出过程中,发电机会以系统为载体,对无功功率进行吸收,而无功需求受有功输出变化影响。 1.2风力发电机组故障特征 风力发电机组应用时间并不是很长,尚存在诸多技术桎梏,其故障特征主要表现在以下方面。具体而言,将控制技术和运行特征作为划分依据,可把风力发电机细分为变速恒频和衡速衡频两类。前者有双馈式风力发电机、永磁直驱式风力发电机等,后者则以鼠笼式感应风力发电机为主[1]。在风电故障点、接入点位置已知,且保持不变时,短路电流会受接入的风电机组类型影响,表明不同类型风电机组故障特征存在差异。 2风电接入对电力系统的影响 在电力系统中接入风电,会对继电保护产生影响,还容易干扰电网稳定性、电能质量等,甚至影响电流保护。具体如下:

风电接入电网技术规定

风电场接入电网技术规定 1、风电场有功功率 1.1 基本要求 风电场具有功功率调节能力,并能根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。为了实现对风电场有功功率的控制,风电场需安装有功功率控制系统,能够接收并自动执行调度部门远方发送的有功出力控制信号,确保风电场最大输出功率及功率变化率不超过电网调度部门的给定值。 1.2 最大功率变化率 风电场应限制输出功率的变化率。最大功率变化率包括1min功率变化率和10min功率变化率,具体限值可参照表1。 表1 风电场最大功率变化率推荐值 在风电场并网以及风速增长过程中,风电场功率变化率应当满足此要求。这也适用于风电场的正常停机,但可以接受因风速降低(或超出最大风速)而引起的超出最大变化率的情况。风电场最大功率变化率的确定也可根据风电场所接入系统的状况、其他电源的调节特性、风电机组运行特性等,由电网运营企业和风电场开发运营企业共同确定。 1.3 紧急控制 在电网紧急情况下,风电场应根据电网调度部门的指令来控制其输出的有功功率,并保证风电场有功控制系统的快速性和可靠性。 a) 电网故障或特殊运行方式下要求降低风电场有功功率,以防止输电设备

发生过载,确保电力系统稳定性。 b) 当电网频率高于50.5Hz时,依据电网调度部门指令降低风电场有功功率,严重情况下可以切除整个风电场。 c) 在事故情况下,若风电场的运行危及电网安全稳定,电网调度部门有权暂时将风电场解列。事故处理完毕,电网恢复正常运行状态后,应尽快恢复风电场的并网运行。 2、风电场无功功率 2.1 无功电源 a) 风电场应具备协调控制机组和无功补偿装置的能力,能够自动快速调整无功总功率。风电场的无功电源包括风电机组和风电场的无功补偿装置。首先充分利用风电机组的无功容量及其调节能力,仅靠风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要的,在风电场集中加装无功补偿装置。 b) 风电场无功补偿装置能够实现动态的连续调节以控制并网点电压,其调节速度应能满足电网电压调节的要求。 2.2 无功容量 a) 风电场在任何运行方式下,应保证其无功功率有一定的调节容量,该容量为风电场额定运行时功率因数0.98(超前)~0.98(滞后)所确定的无功功率容量范围,风电场的无功功率能实现动态连续调节,保证风电场具有在系统事故情况下能够调节并网点电压恢复至正常水平的足够无功容量。 b) 百万千瓦级及以上风电基地,其单个风电场无功功率调节容量为风电场额定运行时功率因数0.97(超前)~0.97(滞后)所确定的无功功率容量范围。 c) 通过风电汇集升压站接入公共电网的风电场,其配置的容性无功补偿容量能够补偿风电场满发时送出线路上的无功损耗;其配置的感性无功补偿容量能够补偿风电场空载时送出线路上的充电无功功率。 d) 风电场无功容量范围在满足上述要求下可结合每个风电场实际接入情况通过风电场接入电网专题研究来确定。 3、风电场电压范围

国电优能(康平)风电有限公司二牛所口风电场(48MW)接入系统工程结构部分说明书

12.12杆塔 12.12.1主要设计依据 铁塔设计依据下列规程、规定: 《110kV~750KV架空输电线路设计规范》(GB 50545-2010) 《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154-2002) 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003) 《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002) 12.12.2塔型选择 为了贯彻国家电网公司节约化管理思想,统一建设标准,统一材料规范,规范设计程序,加快设计、评审、材料加工的进度,提高工作效率和工作质量,本工程铁塔采用《国家电网公司输变电工程通用设计220kV输电线路分册》(2011年版)中的2A5模块铁塔,直线塔采用猫型铁塔,转角塔采用干字型铁塔,该塔在220kV送电线路中应用广泛,运行安全可靠及施工和运行维护方便,是国内使用较多的铁塔型式,具有成熟的设计、加工、安装和运行经验。 本工程杆塔设计条件及使用情况见表12.12-1、12.12-2。

表12.12-1 杆塔设计条件 表12.12-2 杆塔使用一览表

各型铁塔的结构尺寸详见“附图二杆塔一览图”。 12.12.3铁塔材质 本工程使用的各种铁塔的主材采用Q345镀锌等边角钢,斜材及辅助材采用Q235镀锌等边角钢。节点板一般采用Q235钢板,重要节点板采用Q345钢板。 铁塔除塔脚板等局部构件采用焊接以外,其他均采用螺栓连接。螺栓采用4.8级(M16)和6.8级(M20、M24)两种等级。 12.12.4 登塔措施 本工程所有铁塔的登塔措施均采用M16×160弯钩式脚钉,按450mm的间距从下往上正侧面均匀交错排列。如遇到脚钉代替螺栓时,脚钉的直径及强度等级与所代替的螺栓相同。 12.12.5 防盗、防松措施 为防止螺栓松动或脱落,防止运行时铁塔构件丢失,保证线路的安全运行,全线铁塔自横担以下范围内采用防盗螺栓,横担以上均采用防松螺栓。 施工图设计阶段将进一步对杆塔进行优化设计,以便确定最佳结构布置,从而降低工程造价。 12.13 基础 12.13.1 主要设计依据 基础设计依据下列规程、规定: 《架空送电线路基础设计技术规定》(DL/T 5219-2005) 《混凝土结构设计规范》(GB 5001-2002)

风力发电对电力系统的影响学习资料

风力发电对电力系统 的影响

风力发电对电力系统的影响 摘要 风力发电总是依赖于气象条件,并逐渐以大规模风电场的形式并入电网,给电网带来各种影响。因此,电网并未专门设计用来接入风电,如果要保持现有的电力供应标准,不可避免地需要进行一些相应的调整。本论文依据正常条例讨论了风电设计和设备网络的开发所遇到的一些问题和解决风电场并网时遇到的各种问题。由于风力发电具有大容量、动态和随机性的特性,它给电力系统的有功/无功潮流、电压、系统稳定性、电能质量、短路容量、频率和保护等方面带来影响,针对这些问题提出了相应的对策,以期待更好地利用风力发电。 关键词:风力发电;电力系统;影响;风电场 1. 引言 人们普遍接受,可再生能源发电是未来电力的供应。由于电力需求快速增长,对以化石燃料为基础的发电是不可持续的。相反的,风电作为一种有发展前景的可再生能源备受人们关注。当由于工业发展和世界大部分地区经济的增长而引起电力的需求稳步增长时,它有抑制排放和降低不可替代燃料储备消耗的潜力。 当大型风电场(几百兆瓦)成为一个主流时,风力发电越来越受欢迎。2006年间,包括世界上超过70个国家在内的风能发展,装机容量从2005年的59091兆瓦达到74223兆瓦。2006年的巨大增长表明,决策者们开始重视风能

发展能够带来的好处。由于到2020年12%的供电来于1250Gw的安装风电装机,将积累节约10771百万吨的二氧化碳,这个报道是人类减少温室气体排放的一个重要手段。 大型风电场的电力系统具有很高的容量、动态随机性能,这将会挑战系统的安全性和可靠性。而提供电力系统清洁能源的同时,风电场也会带来一些对电力系统不利的因素。随着风力发电的膨胀和风电在电力系统中比重的增加,影响将很可能成为风力集成的技术性壁垒。因此,应该探讨其影响并提出解决这些问题的对策。 风能已经从25年前的原型中走了很长的路,而且在未来的二十年里它也会继续前进。有一系列的问题与风电系统的运作和发展。虽然风力发电的渗透可能会取代传统的植物产生大量的能量,关注的重点是风力发电和电网之间的相互作用。本文提供了一个概述风力发电对电力系统的影响,并建议相应的对策来处理这些问题,以适应电力系统中的风力发电。 根据上述问题,本文从总体上讨论了风力发电项目开发过程中遇到的问题,以及在处理项目时,将风电场与电力系统相结合的问题。由于风力发电具有容量大、动态、随机性等特点,其影响主要包括有功、无功功率流、电压、系统稳定性、电能质量、短路容量、系统备用、频率和保护。针对这些问题,提出相应的对策建议,以适应电力系统的风力发电。 本文的组织如下。第2节给出了风力发电的发展情况。在第3节介绍了风力发电的特点。在4节中,详细讨论了风力发电对电力系统的影响。在第5节中,提出了减少风力发电的影响的对策。最后,第6节总结本文。

参考-风电接入电网技术规定

管理制度参考范本 参考-风电接入电网技术规定 撰写人:__________________ 部门:__________________ 时间:__________________

1.1基本要求风电场具有功功率调节能力,并能根据电网调度部 门指令控制其有功功率输出。为了实现对风电场有功功率的控制,风 电场需安装有功功率控制系统,能够接收并自动执行调度部门远方发 送的有功出力控制信号,确保风电场最大输出功率及功率变化率不超 过电网调度部门的给定值。1.2最大功率变化率风电场应限制输出功 率的变化率。最大功率变化率包括1min功率变化率和10min功率变化率,具体限值可参照表1。表1风电场最大功率变化率推荐值风电场装机容量(MW)10min最大变化量(MW)1min最大变化量(MW)3020630-150装机容量/1.5装机容量/515010030在风电场并网以 及风速增长过程中,风电场功率变化率应当满足此要求。这也适用于 风电场的正常停机,但可以接受因风速降低(或超出最大风速)而引 起的超出最大变化率的情况。风电场最大功率变化率的确定也可根据 风电场所接入系统的状况、其他电源的调节特性、风电机组运行特性等,由电网运营企业和风电场开发运营企业共同确定。1.3紧急控制在电网紧急情况下,风电场应根据电网调度部门的指令来控制其输出的 有功功率,并保证风电场有功控制系统的快速性和可靠性。a)电网故 障或特殊运行方式下要求降低风电场有功功率,以防止输电设备发生 过载,确保电力系统稳定性。b)当电网频率高于50.5Hz时,依据电网 调度部门指令降低风电场有功功率,严重情况下可以切除整个风电场。 c)在事故情况下,若风电场的运行危及电网安全稳定,电网调度部门 有权暂时将风电场解列。事故处理完毕,电网恢复正常运行状态后, 应尽快恢复风电场的并网运行。、风电场无功功率2.1无功电源a)风

分散式接入风电项目方案

玉门东镇循环经济产业园分散式 风电开发方案 一、玉门风电发展的历程和发展规划 1、发展历程。玉门是甘肃最早发展风电的地方,被誉为甘肃风电的摇篮,也是全国重要的新能源基地。1997年6月,甘肃洁源公司引进4台单机容量300千瓦的风电机组,在我市三十里井子建成了甘肃省第一座示范型试验风电场,拉开了我市发展新能源产业的序幕。2007年9月,时任国务院副总理曾培炎视察玉门风电场后,对玉门风电发展给予了充分肯定,省委、省政府提出了“建设河西风电走廊,打造西部陆上三峡”的战略构想,加快了我市风电产业发展步伐。2007年12月,昌马20万千瓦风电场项目通过国家发改委第五期特许权招标,并成功争取跟标380万千瓦,为酒泉千万千瓦级风电基地规划建设奠定了基础。至2008年底,全市风电装机累计达到31万千瓦,成为当时甘肃最大的风电基地和全国第五大风电场。2009年,酒泉市委、市政府科学决策,把风电产业作为抓重点、带全局的突破口,全力争取实施酒泉千万千瓦级风电基地项目,同年8月8日,国家发改委、能源局和省委、省政府在玉门启动了酒泉千万千瓦级风电基地一期工程,为玉门风电产业的规模发展提供了前所未有的历史机遇。至2009年底,我市风电装机累计达到108.6万千瓦,成为名符其实的百万千瓦风电基地。2010年6月,我市风电装机累计达到151万千瓦,提前半年完成了酒泉千万千瓦级风电基地一期工程玉门建设任务。2010年年底,玉门累计完成风电装机170万千瓦,累计完成投资180亿元,吸纳和带动就业5600人,成为中国名副其实的百万千瓦风电基地,吴邦国、李长春、张德江等

党和国家领导人先后视察玉门新能源基地建设。被中国新能源产业经济发展促进会评为“2009中国新能源百强县”第二名。2010年被国家能源局、财政部、农业部评为全国绿色能源示范县,评为“2010中国新能源百强县”。目前,我市正在建设51万千瓦大型风机示范项目,项目建成后,我市将拥有300千瓦、600千瓦、850千瓦、1兆瓦、1.5兆瓦、2兆瓦、2.5兆瓦、3兆瓦、5兆瓦等9个国内所有型号的风电机组,有望建成世界风机博览园。 2、发展现状。近年来,玉门市加快了新能源资源开发利用,一批重大新能源项目相继建成,新能源开发尤其是风电开发取得了显著成效,目前,已形成以大规模开发风电、水电为主,太阳能集热、照明、沼气开发为辅的新能源产业开发格局。 目前,玉门市已建成洁源三十里井子、低窝铺、玉新风电场、大唐低窝铺、昌马第一风电场、中海油昌马第二风电场、中节能特许权、中节能昌马第三风电场、中电国际桥湾第三南风电场、华能桥湾第三北风电场、华电黑崖子风电场等11个风电场,总装机170万千瓦,共安装国内外六个型号1112台风电机组,其中300千瓦4台、600千瓦34台、850千瓦220 台、1500千瓦802台、2000千瓦50台、1000千瓦2台。已有151万千瓦的风电装机已并网发电,止2011年7月累计发电量达31.26亿千瓦时,实现销售收入16.88亿元,与相同发电量的火电相比,节约标准煤109.4万吨。2010年8月10日,省发改委复函批准我市大型风电机组示范风电场项目,总装机51.05万千瓦,分别由中节能公司、大唐公司、中海油公司、华电公司、华能公司、中电国际、洁源公司、中核四0四公司等风电企业开发建设,目前各项目正在建设中。 3、发展规划。玉门市制定了规划期为2009—2015年的玉门新能源产业发展规划。规划到2012年,玉门市新增风电装机容量120

风力发电对电力系统的影响

风力发电对电力系统的影响 摘要 风力发电总是依赖于气象条件,并逐渐以大规模风电场的形式并入电网,给电网带来各种影响。因此,电网并未专门设计用来接入风电,如果要保持现有的电力供应标准,不可避免地需要进行一些相应的调整。本论文依据正常条例讨论了风电设计和设备网络的开发所遇到的一些问题和解决风电场并网时遇到的各种问题。由于风力发电具有大容量、动态和随机性的特性,它给电力系统的有功/无功潮流、电压、系统稳定性、电能质量、短路容量、频率和保护等方面带来影响,针对这些问题提出了相应的对策,以期待更好地利用风力发电。 关键词:风力发电;电力系统;影响;风电场 1. 引言 人们普遍接受,可再生能源发电是未来电力的供应。由于电力需求快速增长,对以化石燃料为基础的发电是不可持续的。相反的,风电作为一种有发展前景的可再生能源备受人们关注。当由于工业发展和世界大部分地区经济的增长而引起电力的需求稳步增长时,它有抑制排放和降低不可替代燃料储备消耗的潜力。 当大型风电场(几百兆瓦)成为一个主流时,风力发电越来越受欢迎。2006年间,包括世界上超过70个国家在内的风能发展,装机容量从2005年的59091兆瓦达到74223兆瓦。2006年的巨大增长表明,决策者们开始重视风能发展能够带来的好处。由于到2020年12%的供电来于1250Gw的安装风电装机,将积累节约10771百万吨的二氧化碳,这个报道是人类减少温室气体排放的一个重要手段。 大型风电场的电力系统具有很高的容量、动态随机性能,这将会挑战系统的安全性和可靠性。而提供电力系统清洁能源的同时,风电场也会带来一些对电力系统不利的因素。随着风力发电的膨胀和风电在电力系统中比重的增加,影响将很可能成为风力集成的技术性壁垒。因此,应该探讨其影响并提出解决这些问题的对策。 风能已经从25年前的原型中走了很长的路,而且在未来的二十年里它也会继续前进。有一系列的问题与风电系统的运作和发展。虽然风力发电的渗透可能会取代传统的植物产生大量的能量,关注的重点是风力发电和电网之间的相互作用。本文提供了一个概述风力发电对电力系统的影响,并建议相应的对策来处理这些问题,以适应电力系统中的风力发电。 根据上述问题,本文从总体上讨论了风力发电项目开发过程中遇到的问题,以及在处理项目时,将风电场与电力系统相结合的问题。由于风力发电具有容量大、动态、随机性等特点,其影响主要包括有功、无功功率流、电压、系统稳定性、电能质量、短路容量、系统备用、频率和保护。针对这些问题,提出相应的对策建议,以适应电力系统的风力发电。 本文的组织如下。第2节给出了风力发电的发展情况。在第3节介绍了风力发电的特点。在4节中,详细讨论了风力发电对电力系统的影响。在第5节中,提出了减少风力发电的影响的对策。最后,第6节总结本文。

光伏风电项目各节点手续办理

一、项目前期考察 对项目地形及屋顶资源、周边环境条件(交通、物资采购、市场的劳动力、道路、水电)、电网结构及年负荷量、消耗负荷能力、接入系统的电压等级、接入间隔核实、送出线路长度廊道的条件、和当地电网公司的政策等。 二、项目建设前期资料及批复文件 1 第三 阶段:获得开工许可 1、办理建设项目银行资金证明(不少于项目总投资的20%)。 2、办理建设项目与银行的贷款意向书或贷款协议(不高于项目总投资的80%); 3、委托具有资质的单位做项目设计;

4、获得项目建设地建设局开工许可; 三、项目施工图设计 1、现场测绘、地勘、勘界、提资设计要求; 2、接入系统报告编制并上会评审; 3、出施工总图蓝图; 4、各专业进行图纸绘制(结构、土建、电气等); 5 柜与逆变器、逆变器与箱变之间)、全场接地制作焊接、发电区道路建设; 3、生活区工作 所有房建建设(SVG室、高压室、中控室、综合用房、水泵房及设备安装、生活区道路围栏、所有房建装饰装修、设备间电缆沟开挖砌筑接地)等;

所有设备安装、调试、试验、保护调试、电器连接(SVG、高压开关柜、接地变、所用变、降压变、配电屏、综自保护、监控安装、消防设备安装、安全监 控摄像头)等等。 4、外围线路建设,对侧站设备安装及对侧站对点对调、省调和地调的调度调 试等; 5、所有设备的电缆敷设连接并做实验;

1 2、给交易中心上报接网技术条件。(按照公司接入系统要求及反措要求上报) 3、并网原则协议签订。(与公司营销部签订、地区并网电厂可由营销部授权 签订、并上报交易中心) 4、省调下达的调度设备命名及编号。 5、省调下达的调管设备范围划分。

风电并网对电力系统的影响

风电并网对电力系统的影响 发表时间:2017-12-11T17:26:36.300Z 来源:《电力设备》2017年第23期作者:崔强谷岩刘志明[导读] 摘要:由于风速具有波动性和间歇性,风力发电具有较强的不确定性。为了确保电力系统的安全、稳定运行,研究风电并网对电力系统的影响是非常必要的。 (新疆新能源(集团)有限公司 830011) 摘要:由于风速具有波动性和间歇性,风力发电具有较强的不确定性。为了确保电力系统的安全、稳定运行,研究风电并网对电力系统的影响是非常必要的。本文分析了风电并网对电力系统的影响,之后提出了解决问题的措施,以供参考。关键词:风电并网;电力系统;影响;措施 随着现代工业的飞速发展和化石能源的日趋枯竭,能源和环境问题日益严峻,风电作为一种可再生的绿色能源,已成为世界上发展最快的可再生能源。我国风力发电建设进入了一个快速发展的时期,大规模的风力发电必须要实现并网运行。风电场接入电力系统的分析是风电场规划设计和运行中不可缺少的内容,是风力发电技术的三大课题之一。随着风电场容量在系统中所占比例的增加,风电场对系统的影响越来越显著。因此,必须深入研究这些影响,确保电力系统的安全、稳定运行。 1 风电并网对电力系统的影响 1.1 风电并网对系统稳定性的影响 一方面,风电并网引起的稳定问题主要是电压稳定问题。风力发电随风速大小等因素而变化,同时由于风能资源分布的限制,风电厂大多建设在电网的末端,网架结构比较薄弱,所以在风电并网运行时必然会影响电网的电压质量和电网的电压稳定性。同时大型风电厂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吸收大量无功功率,增加电网的无功负担,有可能导致小型电网的电压失稳。 另一方面,风电并网改变了配电网的功率流向和潮流分布,这是既有的电网在规划和设计时未曾考虑的。因此,随着风电注入功率的增加,风电场附近局部电网的电压和联络线功率将超出安全运行范围,影响系统的稳定性。随着各地风力发电的蓬勃发展,风电场的规模不断扩大,风电装机容量在系统中所占的比例不断增加,风电输出的不稳定性对电网的功率冲击效应也不断增大,对系统稳定性的影响就更加明显。情况严重时,将会使系统失去动态稳定性,导致整个系统瓦解。 1.2 风电并网对系统运行成本的影响 风力发电的运行成本与火电机组相比很低,甚至可以忽略不计。但是风力发电的波动性和间歇性使风电场的功率输出具有很强的随机性,目前的预报水平难以满足电力系统实际的运行需要。为了保证风电并网后系统运行的可靠性,需要在原有运行方式基础上,额外安排一定容量的旋转备用,以维持电力系统的功率平衡与稳定。可见风电并网对整个电力系统具有双重影响:一方面分担了传统机组的部分负荷,降低了电力系统的燃料成本,另一方面又增加了电力系统的可靠性成本。 1.3 风电并网对电网频率的影响 当风速大于切入风速时,风电机组启动挂网运行;当风速低于切入风速时,风电机组停机并与电网解列。当风速大于切出风速时,为保证安全,风电机组必须停机。因此,受风速变化的影响,风电机组的出力也随时变化,一天内可能有多次启动并网和停机解列。风电场不稳定的功率输出会给电网的运行带来许多问题。如果风电容量在电网总装机容量中所占比例很小,风电功率的注入对电网频率影响甚微。但是,当风电场与其他发电方式的电源组成一个小型的孤立电网时,可能会对孤立系统的频率造成较大影响。随着电网中风力发电装机容量所占的比例逐步提高,大量风电功率的波动增大了系统调频的难度,而系统频率的变化又会对风电机组的运行状态产生影响。 1.4 风电并网对电能质量的影响 风能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是波动的,可能影响电网的电能质量,如电压波动和闪变、电压偏差以及谐波等。 电压波动及闪变,源于波动的功率输出。由风速动力特性诱发的有功功率波动取决于当地的风况和湍流强度,频率不定;风电机组输出功率的波动主要由风速快变、塔影效应、风剪切、偏航误差等因素引起,其波动频率与风力机的转速有关。固定转速风电机组引起的闪变问题相对较为严重,某些情况下已经成为制约风电场装机容量的关键因素。风电给系统带来谐波的途径主要有两种:一种是风力发电机本身配备的电力电子装置可能带来谐波问题;另外一种是风力发电机的并联补偿电容器可能和线路电抗发生谐振。电压偏差问题属于电网的稳态问题。大幅度波动的风速引起风电机组出力波动较大,所以风电功率的波动导致电网内某些节点电压偏差超出国家标准规定的限值。 发电机本身产生的谐波是可以忽略的,谐波电流的真正来源是风电机组中的电力电子元件,谐波干扰的程度取决于变流装置以及滤波系统的结构状况,而且与风速大小相关。对于固定转速风电机组,在持续运行过程中没有电力电子元件的参与,几乎不会产生谐波电流。实际需要考虑谐波十扰的是变速恒频风电机组,就是因为运行过程中变速恒频风电机组的变流器始终处于工作状态。 2 改善风电并网影响的措施 2.1 利用静止无功补偿器和超导储能装置改善系统稳定性 静止无功补偿器可以快速平滑地调节无功补偿功率的大小,提供动态的电压支撑,改善系统的运行性能。将静止无功补偿器安装在风电场的出口,根据风电场接入点的电压偏差量来控制静止无功补偿器补偿的无功功率,能够稳定风电场节点电压,降低风电功率波动对电网电压的影响。 具有有功和无功功率综合调节能力的超导储能装置,代表了柔性交流输电系统的新技术方向,将超导储能装置用于风力发电可实现对电压和频率的同时控制。超导储能装置能灵活地调节有功和无功功率,为系统提供功率补偿,跟踪电气量的波动。在风电场出口安装超导储能装置装置可充分利用其综合调节能力,降低风电场输出功率的波动,稳定风电场电压。超导储能装置是一种有源的补偿装置,与静止无功补偿器相比,其无功功率补偿量对接入点电压的依赖程度小,在低电压时补偿效果更好。 2.2 利用源滤波器、动态电压恢复器改善电能质量 源滤波器、动态电压恢复器装置的主要功能是抑制电压波动和闪变。

风电接入对电网的影响

风电的接入对电网的影响 1.对电网频率的影响 风电出力波动将会产生严重的有功功率平衡问题。风电比例大小对系统调频影响严重,当电力系统中风电装机容量达到一定规模时,风电功率波动或者风电场因故整体退出运行,可能会导致系统有功出力和负荷之间的动态不平衡,当电网其他发电机组不能够快速响应风电功率波动时,则有可能造成系统频率偏差,严重时可能导致系统频率越限,进而危及电网安全运行[1]。因此,始终保持电力系统频率在允许的很小范围内波动,是电力系统运行控制的最基本目标,也是电力调度自动化系统的最重要任务。电力系统正常运行时,频率始终保持在50Hz±0.2Hz 的范围内,当采用现代自动调频装置时,误差可以不超过0.05~0.15Hz。 2.对电网电压的影响 风电场并入电网后,由于风电具有间歇性和随机性的特点,使得当风电功率变化时,电网电压也将随之发生波动。随着风电注入功率的增加,风电场附近局部电网的电压和联络线功率将会超出安全范围,严重时会导致电压崩溃。影响电压波动有很多因素,例如风电机组类型、风况、所接入电网的状况和策略等,但最根本的原因是风速的波动带来的并网风电机组输出功率的变化。系统要求节点电压与额定值的偏差不允许超过一定的范围。因此,必须釆取适当的措施来防止偏差过大,维持系统的节点电压在限定的范围之内,防止与额定值的偏差超过允许范围。风电接入系统的所带来的电压与无功功率问题亟待解决。 综上所述,为保证大规模风电接入后电网的安全稳定运行,风电接入后的电网运行控制技术越来越重要,电网的稳定控制技术、运行控制技术、优化调度技术以及风电与电网的协调控制技术将成为风电并网控制技术中的关键技术[2,3]。 [1] 计崔. 大型风力发电场并网接入运行问题综述[J]. 华东电力, 2008, 36(10): 71-73. [2] 耿华, 杨耕, 马小亮. 并网型风力发电机组的控制技术综述[J]. 电力电子技术, 2007, 40(6): 33-36. [3] 王伟胜, 范高锋, 赵海翔. 风电场并网技术规定比较及其综合控制系统初探 [J]. 电网技术, 2007, 31(18): 73-77.

风电项目前期工作指导手册

风电项目前期工作指导手册 国电电力广东新能源开发有限公司 二○一○年十一月

前言 风电项目前期工作是风电建设的基础,没有良好的风电前期工作,就难以摸清和掌握风能有效资源,做好风电的建设和发展工作。 风电项目前期工作是公司现阶段工作的主要内容,前期工作的质量直接影响公司未来的发展,因此我们务必竭尽全力做好前期工作,为公司的发展壮大打下坚实的基础。 “如何快捷、有效地进行前期工作?”这是每个项目经理必须深刻思考的问题。我们应该通过积极学习、勤于交流,不断丰富知识和经验、提高工作能力,为我们这个共同的问题找出最好的答案。 本手册是对公司前期工作的阶段性总结,希望可以给项目经理的工作带来帮助,由于各地情况不尽相同,以下内容供项目经理在工作中参考,希望大家多沟通、多交流,不断补充、完善本手册,为我们的工作提供更有效的指导。

风电项目前期工作从内容划分,主要包括两个方面: 1.与各级政府、相关部门保持良好的沟通和协调,重点是把握与风电相关的国家、地方政策,政府工作程序、习惯。前期项目经理应经常通过网络、报刊杂志、与政府部门沟通等方式熟悉国家和地方政府对风电的政策和相关规定,确定清晰的工作思路,在项目运作的过程中始终把握正确的方向,避免走弯路。与政府工作人员保持良好的关系,学会借助政府的帮助完成工作目标。前期项目经理在和政府工作人员的接触中,要充分了解相关人员的工作习惯,在必要时应对其进行有效的督促。在和政府工作人员的交流中,时刻留意与项目直接或间接有关的各种信息,善于灵活地转换思路,使工作更快捷、有效。 2.与设计单位保持良好的沟通与互动,重点是把握与风电前期工作相关的技术和规范。前期项目经理应熟悉风电场工程规划报告、(预)可行性研究报告以及核准必须的支持性报告等编制规范,能对风电项目各种报告进行整体把握,在报告初稿出来后能够及时审核,指出其中明显的不足和错误,并督促设计单位及时改进,缩短报告定稿时间,保证项目的推进速度。

风电接入对电力系统的影响

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/fe10915216.html, 风电接入对电力系统的影响 作者:张晓军 来源:《科学导报·科学工程与电力》2019年第21期 【摘 ;要】由于风电具有随机性、间歇性的特点,大规模接入会对电网产生不可忽略的影响。本文从风电并网对系统的影响入手,分别剖析了风电并网对系统调峰调频、对无功平衡和电压水平、对电网稳定性、对电能质量四个方面的影响,并提出了相应的可行性解决措施。 【关键词】风电;并网;影响;措施;功率;预测 1风电特点及机组水平 1.1 风电运行特点 1.1.1 风是清洁能源,取之不尽,用之不竭,风电无污染。 1.1.2 风力发电波动性强、间歇性明显。风电出力的波动没有规律性,预测困难,出力在 0-100%范围内变化。 1.1.3 现阶段风电年利用小时数较低。国家要求风电场年利用小时数达到2800h以上才能 并入电网,但目前有很大数量的风电场无法达到标准。 1.2 风电机组分类 1.2.1 异步发电機组。也叫恒速风电机组,它采用普通的感应发电机,转速稳定,运行时 需要从电网中吸收大量的无功功率。 1.2.2 双馈异步发电机组。也叫双馈变速风电机组,采用双馈电机,具有调节无功功率出 力的能力,且可以通过自身的控制程序实现低电压穿越能力。 1.2.3 直驱式交流永磁同步发电机组。采用无齿轮箱结构,大大降低了故障率,特高发电 机组寿命,但需考虑谐波问题。 2风电并网影响及解决措施 2.1 影响系统调峰调频由于风电具有随机性、波动性、间歇性、反调节性的特点,所以会对系统调峰产生较大影响。风电相当于一种“负-负荷”,而且一般情况下夜间风力大,风力发 电量大,而用户负荷用电量少,因此,大规模风电的接入会使等效负荷峰谷差变大。从另一个方面说,风电的反调节特性又会使这一情况更为严重,因此风电并网需要加大调峰容量。

风力发电对电力系统运行的影响

风力发电对电力系统运行的影响 摘要:风力发电作为一种绿色能源有着改善能源结构,经济环保等方而的优势,也是未来能源电力发展的一个趋势,但风力发电技术要具备与传统发电技术相当的竞争力,还存在一些问题有待解决,本文从风力发电对电力系统的影响入手,总结了风电网并入电网主要面临的一些技术问题,如风力发电场的规模问题,对电能质量的影响,对稳定性的影响,对保护装置的影响等;然后针对这此技术问题,综合比较了各国研究和工程技术人员在理论和实际运行方面的相关解决方案,指出各方案的优缺点,期待更加成熟的风力发电技术的形成,以建设我国具有自主产权的风电产业。 关键词:风力发电,电能质量,稳定性,解决方案 0引言能源是推动社会进步和人类赖以生存的物质基础。目前,全球能源消耗速度逐年递增,大量能源的消耗,已带来十分严重的环境问题,如气候变暖、生态破坏、大气污染等,并且传统的化石能源储量有限,过度的开采利用将加速其耗竭的速度。在中国由于长期发电结构不合理,火电所占比例过大,由此带来了日益严重的燃料资源缺乏和环境污染问题。对于可再生能源的开发和利用变得颇为急切。 在各种可再生能源利用中,风能具有很强的竟争力。风能发电在技术上日趋成熟,商业化应用不断提高,是近期内最具有大规模开发利用前景的可再生资源。经济性方面,风力发电成本不断降低,同时常规能源发电由于环保要求增高使得成本进一步增加;而且随着技术的进步,风力发电的成本将有进一步降低的巨大潜力。 我国的海洋和陆地风能资源很丰富,江苏位于东南沿海,海上风能资源有很大的开发潜力。江苏省如东县建设了我国第一个风电场特许权示范项目。该项目是国内迄今为止最大的风电场项目,其一期建设规模为100MW,单机容量1MW,100台风机,全部采用双馈感应发电机。江苏省盐城也正在准备建风电场,但目前江苏乃至全国的风力发电技术都还不成熟。 大规模的风力发电必须要实现并网运行。风电场接入电力系统的分析是风电场规划设计和运行中不可缺少的内容,是风力发电技术的三大课题之一(其余两项为风能储量调查与风力发电机组技术)。尽管欧美的风电大国对风力发电的建设和运行已经有一些实际经验和技术规定,但由于和我国电网结构的实际情祝差别很大,并不能完全适合我国的情况。本文主要介绍风力风电并网对电力系统的影响。 1风力发电对电力系统的影响 风力发电在电力中的比例逐年增加,而在风力资源丰富地区,电网往往较弱,风力发电对电网间的影响也是应该考虑的问题。风电场并入电网主要会面临以下一些技术问题:风力发电场的规模问题,对电能质量的影响,对稳定性的影响,对保护装置的影响等。 1.1风力发电场的规模问题 目前,我国正在进行全国电网互联,电网规模日益增大。对于接入到大电网的风电场,其容量在电网总装机容量中占的比例很小,风电功率的注入对电网频率影响甚微,不是制约风电场规模的主要问题。然而,风能资源丰富的地区人口稀少,负荷量小,电网结构相对薄弱,风电功率的注入改变了电网的潮流分布,对局部电网的节点电压产生较大的影响,成为制约风电场规模的重要问题。 风力发电的原动力是自然风,因此风电场的选址主要受风资源分布的限制,在规划建设风电场时,首先要考虑风能储量和地理条件。然而风力资源较好的地区往往人口稀少,负荷量小,电网结构相对薄弱,风电功率的注入改变了局部电网的潮流分布,对局部电网的电压质量和稳定性有很大影响,限制了风电场接入系统的方式和规模。 另外风力发电的原动力是不可控的,它是否处于发电状态以及出力的大小都决定于风速的状况,风速的不稳定性和间歇性决定了风电机组的出力也具有波动性和间歇性的特点。在现有的技术水平下风力发电还无法准确预报,因此风电基木上是不可调度的。从电网的角度看,并网运行的风电场相当于一个具有随机性的扰动源,对电网的可靠运行造成一定的影响。由此可见,确定一个给定电网最大能够承受的风电注入功率成为风电场规划设计阶段迫切需要解决的问题。 1.2对电能质量的影响 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是波动的,可能影响电网的电能质量,如电压偏差、电压波动和闪变、谐波以及周期性电压脉动等。电压波动和闪变是风力发电对电网电能质量的主要负面影响之一。电压波动的危害表现在照明灯光闪烁、电视机画面质量下降、电动机转速不均匀和影响电子仪器、计算机、自动控制设备的正常工况等。影响风力发电产生波动和闪变的因素有很多:随着风速的增大,风电机组产生的电压波动和闪变也不断增大。并网风电机组在启动、停止和发电机切换过程中也产生电压波动和闪变。风电机组公共连接点短路比越大,风电机组引起的电压波动和闪变越小。另外,风电机组中的电力电子控制装置如果设计不当,将会向电网注入谐波电流,引起电压波形发生不可接受的畸变,并可能引发由谐振带来的潜在问题。 异步电机作为发电机运行时,没有独立的励磁装置,并网前发电机本身没有电压,因此并网时必然伴随一个过渡过程,流过5~6倍额定电流的冲击电流,一般经过几百毫秒后转入稳态。风力发电机组与大电网并联时,合闸瞬间的冲击电流对发电机及电网系统安全运行不会有太大影响。但对小容量的电网而言,风电场并网瞬间将会造成电网电压的大幅度下跌,从而影响接在同一电网上的其他电器设备的正常运行,甚至会影响到整个电网的稳定与安全。 1.3对稳定性的影响 风力发电通常接入到电网的末端,改变了配电网功率单向流动的特点,使潮流流向和分布发生改变,这在原有电网的规划和设计时是没有预先考虑的。因此,随着风电注入功率的增加,风电场附近局部电网的电压和联络线功率将会超出安全范

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