风电接入对系统频率影响及风电调频技术探讨
探究风电接入对电力系统的影响

探究风电接入对电力系统的影响摘要:工业的发展对于能源的有着更为迫切的需求。
虽然现阶段人们对能源的利用率在不断的增加,但是受到传统粗放式的资源开发利用模式的影响,导致我国资源匮乏问题日医院案中。
风电能源作为一种新型的能源,具有环保性的特征,在各行各业中广泛应用可以提升资源利用效率与质量。
而风力能源在实践中还是收到诸多因素的影响,分析风电接入电力系统产生的影响,对于我国电力行业的发展来说具有重要的贡献。
基于此,文章主要对风电接入对电力系统的影响进行了简单的分析研究。
关键词:风电接入;电力系统;影响随着各行各业对电力需求的不断增长,人们加强对新能源的开发与利用,在电力开发中风能源作为一种新型的可再生能源,在电力系统运作中广泛应用。
合理的运用风电资源可以提升资源利用效率,解决我国电力资源不足的问题,也为我国环境保护工作开展奠定了基础。
加强对风能源的研究分析,对于电力领域的持续发展来说具有重要的价值与意义。
而在风电接入会在不同程度上对电力系统产生影响,分析这些影响因素,探究合理有效的完善对策与手段,对于我国社会经济的持续发展来说具有重要的价值与意义。
1.风电接入对电网的影响随着国际上风力资源开发以及风力发电技术的逐渐成熟,现阶段风电建设的规模呈现大规模的发展趋势,但是在实践中其对电网的影响问题也逐渐凸显,其主要表现在以下几个方面:1.1电网方面异步电机因为没有设置独立的励磁装置,在并网时则会出现冲击电流,其强度是额定电流的数倍,持续零点几秒左右之后电机才可以进入到稳定的状态中。
而针对大容量地区电网中,在接入风力发电机组之后,瞬时的冲击电流并不会对电网运行造成较为显著的影响,而相对于一些容量较小的电网则就会产生较为严重的影响,导致电网电压出现大幅度的下降,这样就会给在在同一电网上链接的电气设备产生不良影响。
1.2电压方面在风电场并网运行中如果端电压出现升高或者降低的变化则就会导致电网侧无功功率出现变化,这样则就会导致电网局部出现电压失稳的问题,造成电网电压出现不同程度的波动、闪变以及失衡、波形畸变等相关问题,直接的影响了电网电压变整体的稳定性,降低了电压质量。
风电接入电力系统对电网频率动态特性的影响

述方法 。文献 【 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 只谈 及 了风 电场并 网对 电压的影响 、风 功率 预测及无功补偿 ,未提及
对频率 的影响 。文献 [ 7 ] 从不 同类 型的风 电机 ( C s wt ),双 馈 变速 风 力发 电机 ( D F I G), 荷特 性的不确定 ,大型 互联电力系统 的频率动 组接入系统 的角度揭 示 了风 电接入与 系统频率 直驱 同步风力 发电机。这些模型在 当今 也被广 态过程呈现 明显 的时空分布特征 。提 出了一种 的 响 应 特 性 ,但 没有 考 虑 风 电机 组 的 并 网 容 量 泛 使 用 ,这 里 主 要 介 绍 本 文 仿 真 所 用 到 的 前 两
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电力电子 ● P o we r E l e c t r o n i c s
风 电接入 电力系统对 电网频 率动 态特性 的影响
电力系统中的风电接入与优化调度

电力系统中的风电接入与优化调度随着环境保护意识的增强和可再生能源技术的发展,风能作为一种清洁、可再生的能源正在成为电力系统中的重要组成部分。
风电接入电力系统不仅能够减少对传统化石燃料的依赖,还能够减少温室气体排放,为实现可持续发展做出贡献。
然而,由于风能的不稳定性和随机性,风电接入电力系统也带来了一系列的技术和运营挑战。
因此,在电力系统中进行风电的有效接入和优化调度变得至关重要。
首先,风电接入需要考虑的一个重要问题是电力系统的稳定性。
由于风能的不连续性和发电功率的波动,风电的大规模接入可能导致电力系统的频率和电压波动,并增加电力系统谐振和稳定性问题的风险。
为了确保电力系统的稳定运行,必须对风电并网进行正确的调度和控制。
在风电接入方面,一个重要的策略是将风电场与传统发电机组进行合理的组合。
这样可以利用传统发电机组的稳定性和可调度性来平衡风电的不确定性。
通过合理地调度传统发电机组和风电场的出力,可以有效降低电力系统的频率和电压波动,并提高电力系统的可靠性和稳定性。
其次,在风电的优化调度方面,需要考虑的一个重要问题是如何最大程度地利用风能资源。
风电的出力与风速的关系呈现非线性特点,因此需要使用风电功率曲线进行预测和优化调度。
通过预测风速和风电功率曲线,可以提前调整风电的出力来满足电力系统的需求。
优化调度的目标是在保证电力供需平衡的前提下,最大程度地利用风能资源,并考虑电力系统的经济性和可靠性。
为了实现这一目标,可以采用基于故障树分析和优化算法的方法来确定风电的最佳调度策略。
通过建立电力系统的数学模型,并考虑各种运行参数的约束条件,可以得到风电的最佳输出功率和调度策略,以实现电力系统的最优运行。
此外,在风电的优化调度中,还应考虑与其他可再生能源的协调问题。
随着太阳能、水能等可再生能源的逐渐普及和应用,电力系统中不同能源之间的协调变得尤为重要。
通过合理地调度风电和其他可再生能源的出力,可以实现能源的互补和平衡,提高电力系统的供电可靠性和经济性。
探讨风电接入对电力系统的影响

探讨风电接入对电力系统的影响风电是一种清洁、可持续的能源,已经成为了世界各国发展可再生能源的主要选择之一。
近年来,随着国内对可再生能源的推广和利用,风电在国内的发展也越来越迅速。
风电接入电力系统对于电力系统自身以及国家经济的发展都具有重要的意义。
那么,本文将从三个方面探讨风电接入对电力系统的影响。
一、对电网的稳定性和可靠性的影响从技术层面上来看,风电的不可控因素对电网稳定性产生一定影响。
由于风资源的不稳定性,风电场并不能保证始终能够输出稳定的电力,而这些波动将反映到电网的负荷平衡、电压稳定等方面,特别是在高密度风电接入网络中,对电力系统的影响会更加明显。
面对这样的挑战,研究人员通过协调各类技术手段,包括电力系统调度、风电场运行控制、电力系统各层面的管理和规划等,来增强电网的稳定性和可靠性。
二、对环保的影响风电正是因为具有良好的环保性而得到了广泛的关注和追捧。
风电作为一种利用自然能源的发电方式,没有排放污染物和温室气体,降低了对环境造成的影响。
同时,大规模建设风电项目也能促进电力行业实现减排和优化能源结构的目标,从而实现可持续发展。
所以,风电接入电力系统,对于环境保护方面的影响非常大。
三、对电力市场的影响风电产业的发展对电力市场带来了巨大影响,其实际的贡献在于降低电力市场价格。
在中国,随着风电装机容量增加,其在全国电力供应结构中的比例也在逐年提高。
根据中国电力规划纲要,到2021年和2030年,风电装机容量分别将达到扩容到2.2亿千瓦和4.5亿千瓦。
在此背景下,大规模开发风电必然导致电力市场竞争加剧,更新换代速度加快,同时也为电力市场参与者带来了新的机会和挑战。
总而言之,风电的广泛应用以及与传统能源的搭配,有利于促进可持续能源的发展,减少对环境的破坏,助推我国向低碳经济转型,并对全球气候变化产生积极的影响。
风电接入电力系统,其正向作用显而易见,但同时也需要在合理规划、科学管理、可持续发展等方面加以强化和探索。
大规模风电场接入对电力系统调峰的影响

大规模风电场接入对电力系统调峰的影响一、本文概述随着全球能源结构的转型和可再生能源的大力发展,风电作为一种清洁、可再生的能源形式,在全球能源布局中占据了越来越重要的地位。
大规模风电场的接入,无疑为电力系统的清洁能源供应注入了新的活力,然而,与此其对于电力系统调峰的影响也不容忽视。
本文旨在探讨大规模风电场接入对电力系统调峰的影响,分析风电出力的随机性、波动性以及反调峰特性对电力系统调峰能力的要求,并研究如何通过优化调度策略、改进电网结构等方式来应对这些挑战,以确保电力系统的安全、稳定、经济运行。
文章将介绍风电出力的基本特性,包括其随机性、波动性以及反调峰特性,并分析这些特性对电力系统调峰能力的影响。
接着,文章将深入探讨大规模风电场接入对电力系统调峰的影响机制,包括风电出力波动对系统调峰能力的影响、风电反调峰特性对系统调峰策略的影响等方面。
在此基础上,文章还将提出一系列应对策略,包括优化调度策略、改进电网结构、提升储能技术应用等,以期减轻大规模风电场接入对电力系统调峰的压力,提高电力系统的稳定性和经济性。
文章将总结研究成果,并展望未来的研究方向,以期为相关领域的学术研究和实践应用提供参考和借鉴。
二、风电场接入对电力系统调峰的基本原理风电作为一种可再生能源,其接入电力系统对调峰产生了显著影响。
理解这种影响的基本原理对于优化电力系统的运行和确保电力系统的稳定性至关重要。
风电场的接入对电力系统调峰的影响主要体现在以下几个方面。
风电的出力特性决定了其在不同时间段的出力波动较大。
由于风的随机性和间歇性,风电场的出力在一天之内会有很大的变化,这使得风电场在电力系统中起到了一种“负荷”的作用。
在风力充足的时候,风电场可以提供大量的电力,减轻其他电源的供电压力;而在风力不足的时候,风电场的出力会大幅下降,甚至可能为零,这时就需要其他电源来弥补这部分电力的缺失。
风电场的接入改变了电力系统的调峰需求。
在传统的电力系统中,调峰主要由燃煤机组、燃气机组等可控电源来完成。
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摘要:新能源的开发利用是我国电力工业的发展方向。
风电作为一种新型能源正在迅速发展过程中。
我国的风电厂的规模在不断扩大,风电接入是必然的趋势。
关键词:风电;接入;特点;影响;措施1.前言风电接入对于传统的电网运行有一定的影响,特别是对电能的质量和安全稳定提出了严峻的考研。
如何降低风电接入的影响,保证电网的正常运行是我们要探讨的内容。
2.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2016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:2.1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。
2.2单个风电场装机容量不断增加。
2.3风电场接入电网的电压等级更高。
2.4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。
3.决定风电影响程度的因素决定风电对电力系统影响程度的因素主要有三个方面的内容。
首先是渗透率。
风电的影响程度与渗透率成正比。
其次是电源特性。
通常在机组中水电电源和燃气电源是使用较为广泛的两种电源。
这两种电源在调频能力上较强,能够在一定程度上消除风电对电力系统的影响。
最后是负荷特性。
负荷的结构、层次、分布和负荷量的大小都会对风电的接人效果产生影响。
4.对电力系统稳定性的影响4.1对电网调频调峰的影响大规模风力发电接入电网运行在多方面影响着电力系统。
由于传统配电网中的功率方向总是由配电变压器流向用户,接入风电后,功率可能对变压器原有流向相反,这给电力系统的设计带来相当大的困难。
因为风能是随机的,所以风电场接入给电网给带来不便。
在风力发电还没有达到一定转速速时,其功率与风速的立方有一定的关系。
因为风能是不可预测的,所以风电的电量变化也在一定的范围内不可预知。
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.。
风力发电技术对电力系统频率稳定性的影响及控制策略

风力发电技术对电力系统频率稳定性的影响及控制策略风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,得到了越来越广泛的应用和发展。
然而,由于风力发电的不确定性和波动性,它对电力系统的频率稳定性产生了一定的影响。
本文将重点讨论风力发电技术对电力系统频率稳定性的影响,并提出相应的控制策略。
首先,我们需要了解电力系统的频率稳定性是指系统在外部干扰下,能够保持合适的频率范围内运行,不发生频率失控或频率振荡的能力。
风力发电技术的引入增加了电力系统的不确定性,对电力系统频率稳定性带来了一定的挑战。
风力发电的不稳定性主要表现在两个方面:首先,风力发电的产生与风速息息相关,而风速是一个非常不稳定的因素,容易导致风力发电的输出功率波动较大。
其次,风力发电机组的快速响应能力有限,无法像传统的发电机组那样快速调节输出功率,造成了系统频率的波动。
造成频率稳定性问题的一个重要因素是风力发电机组的不确定性。
因为风速的变化会直接影响风力发电机组的输出功率,而电力系统中的其他发电机组需要根据整个系统的负荷需求来调节发电功率和频率。
当风速突然改变时,风力发电机组的输出功率会突然增加或减少,而电力系统中的其他发电机组则需要迅速调整以平衡负荷需求,这就带来了频率的波动。
针对风力发电技术对电力系统频率稳定性的影响,我们可以采取一些控制策略来解决这个问题。
首先,我们可以通过增加风力发电机组的容量来减小风速变化对系统频率的影响。
较大的风力发电机组容量意味着更大的惯性,它们能够更好地抵抗外界风速变化带来的冲击,从而减小了对系统频率的影响。
其次,我们可以采用功率控制策略来调整风力发电机组的输出功率,以缓解频率波动。
现代风力发电技术通常配备了先进的功率控制系统,可以通过改变桨叶的角度或调节发电机的励磁电流来实现输出功率的调整。
通过及时响应系统频率的变化,风力发电机组可以根据需要增加或减少输出功率,保持系统频率的稳定。
此外,增加风力发电机组与其他发电机组之间的协调和通信也是解决频率稳定性问题的有效方法。
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风电接入对系统频率影响及风电调频技术探讨
摘要:风能发电典型特点是具有随机性和间歇性,这会导致风电本身出力的随
机波动性,从而对电力系统的频率造成影响。
结合现场经验,参考相关理论研究,分析风电各项因素对接入系统带来的影响,探究风电跳频技术,希望为相关人员
提供参考。
关键字:风电接入;系统频率;影响;调频技术
引言
可再生能源替代传统化石能源进行发电,是构建以可再生能源为核心的新的
能源体系中最为关键的一步。
在现有可再生能源技术的市场应用和产业中,风能
发电在全世界范围得到了广泛的应用和空前的发展,然而由于风能具有波动性和
随机性,导致风电并网后,对电力系统频率带来的影响。
研究风电接入对系统频率
的影响,以及如何利用风机参与系统负荷频率控制,提高反应速度,使系统更快的
进行频率调节,对大规模风电接入的电力系统来说至关重要。
1风电接入对系统频率的影响
1.1风电接入容量对系统频率的影响
对风电接入容量分别为50MW、100MW、150MW、200MW和250MW五个
级别下5%负荷扰动对系统频率变化的影响进行分析。
在测试系统下,等值机组
容量随风电容量增大而持续下降,风电场通过调整投运机组数和有功功率控制系
统使其始终处于额定出力状态。
在无附加控制下和有惯性响应控制和桨距角控制
下的系统最低频率和稳定频率结果如表1所示。
表1不同风电接入容量下负荷突增时的系统响应
从表1中可以看出,在相同功率扰动下,随着风电容量的增大,系统最低频
率和稳定频率都呈明显的下降趋势,风电大量接入将对系统调频产生影响。
在不
采用附加控制时,系统最低频率明显低于采取惯性响应控制和桨距角控制时的结果。
采用附加控制后,系统稳定的频率值低于不采用惯性响应控制和桨距角控制
时的结果,主要因为采用惯性响应控制和桨距角控制时,系统稳定后桨距角大于
初始值,使得风机功率系数低于初始值,风机吸收的能量降低。
1.2风电波动性对系统频率的影响
在风电接入时,风速导致有功功率波动对于电网的不确定性的扰动。
风速剧
烈变化,系统频率可能会产生较大偏移。
高频的风功率波动对系统频率的影响会
被电力系统的自身惯性所衰减;而低频的风功率波动则可以通过AGC抑制其对系
统的影响;对系统频率影响最为显著的是中频的风功率波动(0.2~10Hz)。
考虑系统频率偏差不能超过额定频率1%的约束条件,发现由于风速的功率波动大多
都是高频的波动。
当不采用惯性响应控制和桨距角控制时,风速上升导致风机机械功率增加,
并引起转子转速上升。
转子转速增大致使风机转矩控制环节有功功率指令增大,
有功功率输出增加,从而系统频率上升。
当采用惯性响应控制和桨距角控制时,
风速增大风机功率输出增大,系统频率上升。
但是系统频率上升反过来导致惯性
响应环节降低功率指令,减少功率输出。
此外风机转速上升,桨距角调节增大使
得风功率系数快速降低,减少了风轮机械功率的上升,风机转速偏差较小。
阵风
结束后风速下降,由于桨距角调节滞后于风速变化,风机机械功率和有功功率迅
速减小,系统频率出现短时下降,此后桨距角调节减小,风功率系数恢复,机械
功率逐渐恢复,机械功率逐渐增大,系统频率恢复正常值。
1.3风电机组结构特点对系统频率的影响
按照风力发电机组结构以及控制方法,恒速恒频异步风机和变转子电阻型异
步风机的惯量较小,同时由于机组为异步机,与电网耦合较弱,因此在系统频率
发生扰动时,其所能提供的有功支撑幅度较小,响应较慢。
双馈异步风机和永磁
同步风机风机,采用了电力电子装置与电网进行连接,可以实现有功-无功解耦
控制,但在系统频率发生扰动时,无法向系统提供有功支撑。
双馈异步和永磁同
步风机采用电力电子装置,与电网耦合特性较弱。
随着风电接入比例的增加,会
显著地影响系统惯性,影响系统频率最低值。
因此,需要考虑如何利用风机自身
参与系统调频,以解决风电接入后系统的频率问题。
2风电参与调频控制技术
2.1下垂控制
下垂控制借鉴的是传统同步电机中的调速器的控制思想,以系统频率偏差df
作为反馈信号,经过比例放大等环节,产生功率或转矩附加控制信号。
风机下垂
控制器在高风速时参与调频,则可以通过调整桨距角以增加风机输入的机械功率,减小风机转子转速的下降。
惯性控制的反馈信号是频率变化率,在扰动发生的初
始时刻可以提供较大的有功支撑。
2.2阶跃控制
双馈式感应发电机采用了电力电子装置,可以在短时间内增加输出功率至允
许输出功率的上限。
该类型控制器在系统频率变化时,会瞬间增加风机的功率输出,因此又称阶跃控制。
与前种控制方法相比,该控制器可以使风机在最短的时
间内将功率出力值提升至上限。
为避免风机同时降低有功输出对电网产生二次冲击。
阶跃控制是使风电机组在短时间内提供大量有功支撑,但同时会造成风机的
转速迅速下降,从而会导致转子失速;若控制策略不当,在电网频率恢复时风电
机组集体退出调频也会对电网造成二次冲击。
2.3惯性控制
惯性控制是通过改变机组转子侧变流器的电流给定,控制转子速度发生临时
性变化情况下短时吸收或释放风电机组旋转质体所存储的部分动能,响应系统频
率的暂态变化,提供类似于传统机组的转动惯量。
传统的同步发电机组在系统频
率下降时,其转速也会下降,因此可以释放一部分动能对系统进行有功支撑。
如
果采用附加转矩的惯性控制,有可能造成风机转子出现失速而导致风机失稳,惯
性控制可以有效地改善系统最低/最高点的频率值。
在转子惯性控制的方法上,
针对双馈风机,通过增加辅助频率控制,由储存在风机桨叶中的动能提供短时间
功率支撑。
在控制逻辑的设计上,实时检测系统的频率变化率,用于惯性响应的
使能,增加了辅助频率控制的风机机组对系统频率支撑效果,使系统的等效惯量
增加,减少了系统在扰动后的频率偏差和频率变化率。
但由于转子转速不能长时
间维持在降速或者升速状态,随着转子转速的恢复,有可能造成系统频率的二次
降低或升高。
2.4风机参与二次调频控制技术
风电场自身具备调频功能参与电网的频率调整。
在初期,规模总容量不大,
其波动性完全依靠系统中传统机组的调节作用进行平抑,随频率变化自动进行频
率调整。
随着风电接入功率的增加,单独依靠传统机组的调节作用将已经无法完
全平抑风电的功率波动。
AGC技术的普及,电厂跟踪调度交易机构下发的指令,
实现机组负荷自动调度,满足电力系统频率和联络线功率控制要求参与系统的二
次调频。
在二次调频中风机一般只具备向下调节的能力。
与一次调频有所不同,
二次调频需要长时间的功率输出。
因此如果想发挥风机上调的能力,则需要风机
工作在减载运行的状态。
结束语
随着电力系统中风电接入比例的不断增加,风电对电力系统的影响越来越显著。
随着风电技术的持续更新,电力系统可接纳的可再生能源的比例会越来越高,能源问题也会得到相对完善的解决,必定会在该领域取得更好的研究成果。
参考文献:
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