风电并网对电力系统稳定性的影响
风电大规模并网对电网的影响
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。
本文针对这一问题,阐述了大规模风电并网后对电力系统稳定性、电能质量、发电计划与调度、系统备用容量等方面的影响。
并对风电的经济性进行了分析。
风电并网对电网影响主要表现为以下几方面：1.电压闪变风力发电机组大多采用软并网方式，但是在启动时仍然会产生较大的冲击电流。
当风速超过切出风速时，风机会从额定出力状态自动退出运行。
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。
不但如此，风速的变化和风机的塔影效应都会导致风机出力的波动，而其波动正好处在能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。
已有的研究成果表明，闪变对并网点的短路电流水平和电网的阻抗比(也有说是阻抗角)十分敏感。
2.谐波污染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。
对于直接和电网相连的恒速风力发电机，软启动阶段要通过电力电子装置与电网相连，因此会产生一定的谐波，不过因为过程很短，发生的次数也不多，通常可以忽略。
但是对于变速风力发电机则不然，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，不过随着电力电子器件的不断改进，这一问题也在逐步得到解决。
另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，在实际运行中，曾经观测到在风电场出口变压器的低压侧产生大量谐波的现象。
与电压闪变问题相比，风电并网带来的谐波问题不是很严重。
3.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。
风力发电机组启动时仍然会产生较大的冲击电流。
单台风力发电机组并网对电网电压的冲击相对较小，但并网过程至少持续一段时间后(约为几十秒)才基本消失，多台风力发电机组同时直接并网会造成电网电压骤降。
风电并网对电力系统电压稳定性的影响
风电并网对电力系统电压稳定性的影响摘要：随着科技的快速发展，风力发电机技术得到了不断的更新，相应的单元结构得到了优化，有关性能得到了提高。
在这种形势下，风电正逐步走向产业化。
加速风能的开发和利用，有利于提高保护环境和减少能源消耗。
事实上，风力发电机的功率是非常不稳定的，在风电场并网的时候，会对电力系统的电压稳定性和安全性产生很大的影响。
因此，对风电场并网带来的电力系统稳定性的影响进行系统的了解，有助于明确科学的管控措施，从而保证电网运行的稳定性。
关键词：风电并网；电力系统；电压稳定性前言：风力发电是一种新的可再生能源，在全球范围内得到了快速的发展。
目前，我国风电建设正处于高速发展期，大型风电机组接入电网是风电发展的必然要求。
风电场接入电网分析是风电技术三大核心问题之一，对风电场的规划、设计、运行等方面都有重要意义。
随着风电机组装机容量在电网中的比重不断增大，风电机组对电网的影响也日益突出。
为了保证电网的安全稳定运行，有必要对其进行深入的分析。
1风电并网的主要问题1.1电压波动和闪变目前大部分风电机组都已实现了软并网，但是，由于风电机组的起动存在着很大的冲击。
当速度大于切断速度时，风扇将在额定输出功率下自动停止运转。
若风电场中全部风机在同一时间运行，则其对配电网络的影响将非常显著。
除此之外，风速的变化以及风机的塔影效应都会造成风机出力的波动，而其波动恰好处于可以产生电压闪变的频率范围之内（小于25 Hz)，当风机在正常运转时，也会给电网带来闪变问题，对电能质量造成影响。
风电并网运行时，造成电网电压波动、闪变等现象的主要原因是风电机组出力不稳定。
风力发电系统中的有功与无功共同作用于电网电压的变化。
风力发电机的有功功率在很大程度上取决于风速；对于无功而言，恒速风力机所需的无功会随着有功的变化而变化，而双馈电动机通常都是恒定的功率因子，所以其无功的变化幅度很小。
风电并网后，除了在连续运行的情况下，还会在启动、停机以及机组的切换等过程中发生电压波动与闪变。
风电并网对电力系统电压稳定性的影响
风电并网对电力系统电压稳定性的影响摘要：近年来随着人们对电能需求的不断增加，为了满足人们的需求，电力企业不断寻求新的供电方式，风力发电作为一种清洁、环保的发电方式，受到了社会各界的关注。
然而，风力发电本身具有随机性和间歇性，这将严重影响电力系统的原有稳定性。
因此，在风电并网过程中，有必要加强对各个方案的评估，以实现电力系统的稳定。
关键词：风电并网；电力系统；稳定性引言能源是国民经济发展的重要基础，是人类社会进步的必要物质保障。
随着经济的发展，能源与国民经济的矛盾日益加深。
而这种矛盾的刺激使我国开始重视能源的发展。
风力发电作为一种新兴产业，既能满足社会用电需求，又能有效减少环境污染。
1风电并网的概述风力发电机组采用异步发电机技术，其静态特性和暂态特性各有特点。
风电场对电网的干预将对区域电网的电压产生一定的影响。
原来，区域电网是根据本地区的使用和生产条件作出的具体调整，具有一定的稳定性。
风电的引入将导致风电自身格局的破坏，这将对风电的稳定性产生一定的影响。
这种影响对电网运行有一定的不利影响，需要在实践中加以研究，并采取一定的措施加以避免。
风电并网是风电发展到一定程度的必然途径，可以有效节约电网供电系统的成本，从而最大限度地利用资源。
然而，在风电网络中，会出现两种不同属性的供电方式，这两种供电方式会产生一定的影响，使其不稳定。
2风电场的电压特性2.1有功出力变化对电压的影响风电机组的输出功率通过0.69/35kv升压变压器、集电架空线和进线电缆送至330kV升压站低压侧。
该段线路短路容量小，电压等级低，等效阻抗电阻参数较大，不可忽视。
因此，有功功率对线路电压降的影响是明显的，有功功率输出越大，影响越严重。
为了提高风力机的发电效率，大多数风力机都配备了变桨距功能，以充分利用风能资源。
风电机组有功功率输出随风速的变化会引起风电场电网的电压波动。
风力发电机组控制系统的控制算法、参数设置和塔影效应都会引起有功功率输出的周期性变化。
风电并网对电能质量的影响及治理
风电并网对电能质量的影响及治理摘要：风力发电具有环保清洁的特点，是现在非常流行的一种可再生能源的一种利用方式，对缓解我国的能源危机，实现可持续发展战略具有重要意义。
我国风力发电经过一段时期的发展，已经具备一定的规模。
但是风力发电并网却对电能质量产生了一些不良的影响，严重阻碍了风力发电的持续发展。
因此，做好风力发电并网对电能质量影响的研究，积极采取措施进行治理，是我国现阶段不可推卸的责任。
关键词：风电并网；电能质量；影响及治理1风电并网对电能质量的影响1.1电压偏差问题电压偏差时风电并网对电能质量不良影响之一，主要是由于系统的无功功率不平衡引起的。
电压偏差的产生主要是在供电系统运行的时候，其在某一个节点中的电压与供电系统的额定电压所产生的差值，这个差值与供电系统的标称电压之间的百分数就叫做这个节点处的电压偏差，正常情况下来说，35kV及以下的供电系统的三相供电的电压正负的偏差绝对值是不超过其标称电压10%的，对于10kV以及以下的三相供电电压其允许的偏差是在标称电压±7%的范围内的，而对于220V的单相供电电压其偏差是在标称电压的7%-10%的范围内。
我们知道，电力系统的无功功率会进入输电网络，从而使得电路首末端产生较大的电压差。
在风力发电并网的过程中，虽然通过并联电容器补偿来调节电压，但是由于电容器投切过程中，存在调节不平滑的问题，也就是说，电力系统的负荷和发电机组的出力都是在不断发生变化的，电网的结构也随着运行的方式变化而变化，这就引起了电力系统运行功率不平衡，同时，这种调节是阶梯性变化的，无法实现最佳的补偿。
这也就导致了无功功率的波动，从而最终引起电压的偏差问题，影响电网的稳定运行。
1.2电压波动问题风电机组电压波动的原理主要是其线路阻抗上所存在的压降，输出功率中有功电流的分量作用在相应的线路电阻上，压降表示为R*Ir，输出功率中无功电流的分量作用在相应的线路电抗上，压降表示为jX*Im，这样就形成了一定的电压压降，当风电机组输出功率发生波动的时候，有功电流以及无功电流就会随着发生变化，从而引起电网电压的波动。
风力发电并网对电力系统安全的影响及应对措施
苏 格 兰 的一 栋 别 墅 中 安 装 。 用 于房间照 明。１ ８ ８ ８年 ． 美 国 建
筑 师 查 理斯 主 持 设 计 和 建 设 一 个 风 机 转 子 达 １ ７ 米 的 大 型 风
用 电的高峰时刻 ． 电 网经 常 超 负 荷 运 行 ， 为 了 维 持 电 网 稳 定
需 要 投 入 正 常 运 行 以外 的备 用 发 电机 组 ． 这 些 备 用 的发 电机
运 营 指 南
詈 ■ — 一蕾 皇
风 力发 电并 网对 电力系统安全的影响及应对措施
李 建 军
风 力发 电研 究 的意义 和发 展情 况
— — — ・－ １风 能 的 发 电 原理
．
风 能是 一 种 非 常 清 洁 的新 能 源 ． 并 且 在 全 球 的蕴 藏 量 巨 大， 据 估 计 全 球 可 以利 用 的 风 能 约 为 ２百 万 兆 瓦 ． 大 约 是 全 球 每年 燃 烧 的煤 炭 能 量 的 ３倍 多 。 德 国和 丹麦 的风 力 发 电量 分 别 占本 国 电力 需 求 的 ４ ％和 ５ ％ ，我 国 ８ ０ ％的发 电量 靠 煤 ．
要 的影 响 。
我国２ ０世 纪 ８ Ｏ年 代 才 开 始 接 触 有 关 风 电方 面 的 技 术
由于风电的技术要求高 ． 我 国并未大规 模发展风 电 ． 当 时 很
（ ２ ） 采 取 的措 施 。 在 全 国范 围 内增 加 用 于 调 峰 的 正 向 、 负
向 旋转 备用 容量 这 种 方 法 最 直 接但 是 会 大 幅 度 增 加 电 网的
风 力 发 电量 及 技 术 与 欧美 发达 国家 还 有 很 大 差 距 大力 发 展
。 太 阳 的热 辐 射 不 均 匀 会
浅析风电并网对电力系统的影响
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔｈ ｅ ｅ ｎｅ ｒ ｇ ｙ ｃｒ ｉ ｓ ｉ ｓ ａｎ ｄ ｅ ｎ ｖｉ ｒ ｏ ｎｍｅｎ ｔ ａｌ ｐｏｌ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｂｅ ｃ ｏｍ ｉ ｎｇ ｍ ｏ ｒ ｅ ａ ｎｄ ｍ ｏ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ． ｗｈｉ ｃｈ ｍａｋ ｅ ｓ ｈ ｕｍａｎ ｕ ｒ ｇ ｅ ｆ ｏ ｒ ｎｅ ｗ
后 势 必 会 影 响 电 网的 正 常 运 行 。 当风 电场 容 量 较 小 时 ， 其 并 网后
闪变 、 电压波形畸变 、 三 相 不 平 衡 。根 据 电力 系统 分 析 的相 关 知
识可知 ， 无 功 功 率是 影 响 电 网 电压 的主 要 因素 。 风 电场 从 电 网 中 吸取无功功率 ， 相 当 于一 个 无 功 负 荷 。 当 风 速 大 时 ， 风 机 发 出 的 有功增加 ， 吸 取 的无 功也 增 加 ； 风速小时 ， 发出的有功减少 ， 吸取
ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｎｄｏ ｍｎ ｅｓ ｓ ａｎ ｄ ｉ ｎ ｔ ｅｒ ｍｉ ｔ ｔ ｅｎ ｃｅ ｏ ｆ ｗｉ ｎ ｄ， ｔ ｈ ｅ ｇｒ ｉ ｄ－ｉ ｎ ｔ ｅｒ ｃ ｏｎ ｎｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｗｉ ｎ ｄ ｆ ａ ｒ ｍｓ ｉ ｎ ｅ ｖｉ ｔ ａｂｌ ｙ ｈ ａ ｖ ｅ ｓ ｏｍｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅｎ ｃ ｅｓ ｏｎ ｔ ｈ ｅ ｖ ｏ ｌ ｔ —
王 晓航 杨 世 忠 张 瑞峰 蔡 绍伟 （ 青 岛理工大学 自 动化 工程 学院， 山东 青岛 ２ ６ ６ ５ ２ ０ ）
风力发电对电网运行的影响及对策
风力发电对电网运行的影响及对策近年来，随着全球化石油能源的日益匮乏，加上日本地震带来的核电警示，加快包括风电在内的安全性清洁能源产业的发展已成为大势所趋。
大规模的风力发电需实现并网运行，国外风电大国虽然对风力发电和电网运行积累了一些经验，但由于我国电网结构的特殊性，风力发电和电网运行如何协调发展已成为风电场规划设计和运行中不可回避的最重要课题。
一、我国风力发电对电网运行的影响我国风力资源的富集地区，电网均比较薄弱，风力发电对电网运行的影响主要体现在电网调度、电能质量和电网安全稳定性等方面。
1.1对电网调度的影响风能资源丰富的地区人口稀少、负荷量小、电网结构薄弱等特点，风电功率的输入必然要改变电网的潮流分布，对局部电网的节点电压也将产生较大的影响。
风能本身是不可控的能源，它是否处于发电状态和所发电量基本取决于风速状况，而风速的不稳定性和间歇性决定了风电机组发电量具有较大的波动性和间歇性，并网后的风电场相当于电网的随机扰动源，具有反调节特性，需要电网侧预留出更多的备用电源和调峰容量，由于风力发电的不稳定性，增加了风力发电调度的难度。
1.2对电能质量的影响风电机组输出功率的波动性，使风电机组在运行过程中受湍流效应、尾流效应和塔影效应的影响，造成电压偏差、波动、闪变、谐波和周期性电压脉动等现象，尤其是电压波动和闪变对电网电能质量影响严重。
风力发电机中的异步电动机没有独立的励磁装置，并网前本身无电压，在并网时要伴随高于额定电流5～6倍的冲击电流，导致电网电压大幅度下跌。
在变速风电机组中大量使用的电力电子变频设备会产生谐波和间谐波，谐波和间谐波的出现，会导致电压波形发生畸变。
1.3对电网安全稳定性的影响电网在最初设计和规划时，没考虑到风电机组接入电网末端会改变配电网功率单向流动从而使潮流流向和分布发生改变的特点，造成风电场附近的电网电压超出安全范围，甚至导致电压崩溃。
大规模的风力发电电量注入电网，必将影响电网暂态稳定性和频率稳定性。
大规模风电并入电网对电力系统的影响
大规模风电并入电网对电力系统的影响摘要：风力发电是可再生能源发电形式中技术最成熟、最具开发规模和商业化发展前景的，然而风电场的出力不可控，为配合风电场出力的频繁波动，需要其他常规发电厂出力及系统备用的频繁改变。
随着新能源风电总装机容量的增加，这些问题将会严重影响电力系统的安全性、可靠性、经济性等指标。
分析风电并入电网后对电力系统的影响对于新能源应用水平的提高和我国电力事业的发展都有着积极的意义。
针对于此本文就大规模风电并入电网对电力系统的具体影响进行了分析。
关键词：风力发电；电力系统；电能质量随着风力发电技术的快速发展和国家在政策上对可再生能源发电的重视，我国风力发电建设已进入了快速发展的时期。
我国风资源较丰富，但适合大规模开发风电的地区一般都处于电网末端，由于此处电网网架结构较薄弱，因此大规模风电接入电网后可能会出现电网电压水平下降、线路传输功率超出热极限、系统短路容量增加和系统暂态稳定性改变等一系列问题。
一、风电对电力系统电压的影响电压稳定问题取决于风电场及接入电网的无功特性。
由于一般风能资源丰富地区距离负荷中心较远，大规模的风力发电是无法就地消纳的，需要通过输电网远距离输送到负荷中心。
在风电场的风电出力较高时，大量风电功率的远距离输送往往会造成线路压降过大，风电场的无功需求及电网线路的无功损耗增大，电网的无功不足，局部电网的电压稳定性受到影响、稳定裕度降低。
随着接入风电容量的增大。
风电场从系统中吸收的无功功率逐渐增大，如果系统不能提供充足的无功，网内相关节点电压会逐渐降低。
电网的电压稳定极限限制了风电场最大的装机容量，在电网规划没有与风电规划协调时，往往电网接纳风电的能力不能适应风电规划的发展，接入的风电场容量受到电网自身条件的限制。
通过采用一定的无功补偿手段，可以增加电网的电压稳定裕度，提高风电场的最大装机容量。
如果在风电场中安装一定容量的无功补偿装置（如并联电容器组）来提高风电场并网点的电压水平，能够改善风电接人地区的电压水平，提高电压稳定裕度，增加风电场的最大装机容量。
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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。
（3）对电力系统暂态稳定性的影响
风电并网对电力系统暂态稳定性的影响与风机和电网的运行方式以及电网的拓扑结构等因素都相关。
文献[3]采用EEAC理论，对FSIG，DFIG对电力系统暂态稳定性的影响开展了较为深入的研究。
研究结果表明，大规模的风电并网会改变电力系统的潮流分布，电力系统的暂态特性确实发生了变化，可能会降低系统的暂态稳定性，也可能会对电力系统稳定性有所改善。
风电接入的电压等级越高，风电的渗透率越大，其对电力系统暂态稳定性的影响就越明显。
（4）对电力系统充裕性的影响
电力系统充裕性是指电力系统在稳定运行时，系统元件额定容量、母线电压和系统频率都应维持在允许范围内，满足用户需求功率和电量的能力。
由于风电具有间隙性和波动性等随机性特征，因此在其出力水平的预测上也带了难度。
传统的充裕性评估方法需要进一步改善才能满足需要。
文献[4]研究了季节性风速变化对电力系统发电和输电充裕性影响。
3.结束语
风电作为一种新型能源虽然在一定程度上解决了能源枯竭的问题，但风电并网依然有很多技术难题需要公关，对电力系统的规划和稳定运行提出了新的要求。
参考文献
[1]石一辉，张毅威，闵勇，等.并网运行风电场有功功率控制研究综述[J].中国电力，2010，43（6）：10-14.
[2]Maser I S，Garba A，Anaya-Lara O，et al.V oltage stability of transmission network with different penetration levels of wind generation.45th International Universities Power Engineering Conference，August 31-September 3，2010，Cardiff;U.K.：1-5.
[3]Yu Chen，Xue Yusheng，James G，et al.Impacts of large scale wind power on power system transient stability.Fourth International Conference on Electric Utility Deregulation and Restructuring and Power Technologies，July 6-9，2011，Weihai，China：1-7.
[4]GAO Y，Billinton R，Karki posite generation and transmission system adequacy assessment considering wind energy seasonal characteristics.IEEE Power&Energy Society General Meeting，July 26-30，2009，Calgary，Canada：1-7.。