风电并网对电能质量的影响
浅析风电场并网运行对电网电能质量的影响

浅 析 风 电场 并 网运 行 对 电 网 电能质 量 的影 响
孙仕舒
( 云南 恒安 电力工 程有 限公 司 , 云南 昆明 6 5 0 0 1 1 )
网供电质量。
2 _ 2 对 电 网频 率 的 影 响
随 着 风 电场 在 电 网 中规 模 的 扩 大 , 其 向 电 网 输 送 的 电 能 也 逐渐增加 , 进 而 因 输 出 功率 的波 动 而 对 电 网 频 率 造 成 的 影 响 也
图 1 风 力发 电简 图
更 为 突 出 。若 电 网 系 统 受 到 干 扰 , 则 会 引 起 电 网 电压 降 低 , 并 可 能 引 发 低 压 穿 透 性 能 差 的 风 电 机 组 停 机 。 因而 在 风 电 场 并
着风 电场向电网输送 电能 比重的增加 , 其以并网方式运 行对 电
网送 电质 量 的 影 响 也更 为突 出 , 并 制 约 着 风 力 发 电 的发 展 。
1 风 电场 运 行 特 点
1 . 1 风 力发 电过 程
风 机 电 组
网
图1 是 风 力 发 电基 本 过 程 示 意 图 , 当 风 进 入 风 轮 机 时 会 带
摘 要: 随着风 电场 规模不 断扩 大 , 其 接人 电 网的容量 也不 断上升 , 并对 电 网的稳定 运行 造成 了一定 的 影响 。现 以 风力 发 电的 工作 特
点 为切 人点 , 就 当前 风 电场并 网运行 对 电网供 电质量 的影 响展开 论述 , 并提 出 了改善措 施 , 以提高 其发 电水平 , 满足 用 电需 求 。
风电场并网对电网的影响有哪些

风电场并网对电网的影响有哪些在当今能源转型的大背景下,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,得到了快速发展。
风电场的规模不断扩大,其与电网的并网运行也成为了电力系统中的一个重要环节。
然而,风电场的并网并非一帆风顺,它给电网带来了一系列的影响,需要我们深入了解和研究。
风电场的输出功率具有间歇性和波动性。
这是由于风能的随机性和不确定性所决定的。
风速的变化会直接导致风电机组输出功率的波动,而且这种波动在短时间内可能会相当剧烈。
当大量的风电机组并网时,这种功率波动会在电网中叠加和传播,给电网的频率稳定带来挑战。
电网频率是衡量电力系统运行稳定性的重要指标,如果频率偏差过大,可能会导致电网中的设备故障,甚至引发停电事故。
风电场的无功功率特性也对电网产生重要影响。
风电机组在运行过程中需要从电网吸收或向电网注入无功功率,以维持自身的电压稳定。
然而,不同类型的风电机组在无功功率的控制和调节能力上存在差异。
一些早期的风电机组可能无法有效地进行无功调节,这就可能导致电网局部电压的波动和偏差。
电压的不稳定不仅会影响电力设备的正常运行,还可能降低电能质量,给用户带来不良影响。
风电场的接入还会改变电网的潮流分布。
传统电网的潮流分布是基于固定的电源和负荷分布计算的。
但风电场的接入位置和出力大小是不确定的,这就使得电网中的潮流不再是固定不变的。
新的潮流分布可能会导致某些线路过载,而另一些线路则轻载,从而影响电网的输电效率和经济性。
为了应对这种变化,电网需要加强规划和改造,增加输电线路的容量或者调整电网的结构。
另外,风电场的故障穿越能力也关系到电网的安全稳定运行。
当电网发生故障时,风电机组需要具备一定的故障穿越能力,即在短时间内保持不脱网,并向电网提供一定的无功支持,以帮助电网恢复正常运行。
如果风电机组的故障穿越能力不足,大量风电机组在故障时脱网,将进一步加剧电网的故障程度,甚至可能引发连锁故障,导致大面积停电。
风电场的并网还对电网的电能质量产生影响。
浅析风电并网对电网影响

浅析风电并网对电网影响风电并网是指将风能转换成电能后,通过电网输送到用户端使用的过程。
风电并网的发展对电网运行和电力系统产生了诸多影响,本文将对其影响进行浅析。
首先,风电并网对电网结构和运行方式产生了影响。
传统的电力系统主要由大型火电、水电等发电厂构成,而风电发电机组通常较小,数量众多。
因此,在风电并网后,电网结构发生了变化,由传统的中心集中式电源向分布式电源转变,相应地也改变了电网的运行方式。
风电的并网使得电网的安全性和可靠性进一步增强,可以更好地应对单个电厂发生故障的情况。
其次,风电并网对电网供电能力和负荷均衡产生了影响。
风电的发电能力与风速相关,受自然因素的限制,风电的发电能力存在不稳定性和不可预测性。
这使得电网供电能力变得更为复杂,需要进行合理规划和管理。
同时,风电的并网也会对电网的负荷均衡产生影响。
风电的不稳定性和波动性使得电网容易出现频繁的负荷波动,需要通过电网调度来保持负荷均衡,提高电网的稳定性。
第三,风电并网对电网电压和频率稳定性产生了影响。
风电并网后,由于其产生的风能转换为电能的过程中存在一定的变频和变压,可能导致电网的电压和频率波动。
这对电网的电压和频率稳定性造成了一定的影响。
因此,需要在电网中引入相应的控制策略,如有功功率控制、无功功率控制等,来保持电网的电压和频率稳定。
最后,风电并网对电网的电力质量产生了影响。
由于风电的输出功率具有波动性和不稳定性,其并网可能导致电网的电压波动和谐波问题。
这对电网的电力质量造成一定的影响,可能引起电器设备的损坏或故障。
因此,需要采取相应的措施和技术手段来改善电网的电力质量,如采用STATCOM(静止补偿装置)等有源功率过滤技术来控制电压和谐波。
总的来说,风电并网对电网的影响是多方面的,涉及到电网结构、运行方式、供电能力、负荷均衡、电压稳定性、频率稳定性和电力质量等方面。
为了更好地适应风电并网的影响,需要加强对电网的规划和管理,引入相应的技术手段和控制策略,以提高电网的可靠性、稳定性和经济性。
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。
浅谈风力并网对电力系统的影响

浅谈风力并网对电力系统的影响摘要:近年来,随着人们环保意识的增强,绿色新能源如雨后春笋蓬勃发展,风电作为一种可永久续用的清洁能源也随之发展起来,越来越多的风电场接入电网。
但是因为风度的不可控性和难预测性,大规模的风电接入给电力系统正常运行带来巨大压力和诸多问题。
因此,本文探询研究了风电并网对电网的影响,并提出几点解决方法。
关键词:风电并网;电能质量;电网安全1 风电对电网的影响1.1影响电网稳定性一是风电并网影响电网电压稳定性较为明显。
风力发电的特点是有随机性,发电量大小随风速大小变化,同时因为风能资源丰富的位置大多比较偏僻,在电网末端,网架结构都比较薄弱,风电并网运行时势必影响电网电压稳定性。
二是大型风电厂的风力发电机大都是异步发电机,并网运行时要从电网中吸收大量的无功功率,增加电网的无功消耗,可能会导致小型电网电压失去稳定。
三是原来的电网规划和设计时,大都都不考虑风电并网后配电网功率、潮流的改变,所以随着的风电越来越多地注入,风电场周围小电网的电压和联络线功率会越过安全运行范围,将对系统的稳定性造成影响。
各个地方风力发电发展迅速,风力发电规模越来越大,风电装机容量在系统中比重一直增加,风电输出的不稳定性对电网的冲击也一直增大,对系统稳定性的影响就变得更加明显。
情1.2影响系统运行成本风力发电的运行成本同火电机组对比来说,低到可以忽略不计。
然而风力发电时的波动和间歇导致风电场的功率输出具有很大的不确定性,目前,风电的功率输出预报水平满足不了电力系统的运行要求。
为保证风电并网后电力系统能够可靠运行,电力系统除了确保原有运行方式基础,还需要额外安排一定容量的旋转备用,以确保功率能够平衡。
所以风电并网对整个电力系统运行成本的影响表现在两个方面:一方面,风电承担了一部分负荷,降低了电力系统的燃料成本,另一方面却需要增加整个系统的备用容量,加大了可靠性成本。
1.3 影响电网频率随着风速的变化,风电机组的出力也会变化,当风速比切入风速大时,风电机组启动然后挂网运行;当风速比切入风速小时时,风电机组停将机,并与电网解列运行;当风速比切出风速大时,考虑安全,风电机将停机。
风电并网对电网电能质量的影响

风电并网对电网电能质量的影响王昊,1205020420,电气-4班(河海大学能源与电气学院,江苏南京211100)摘要:现阶段由于我国绝大多数风电场都是接入电网运行,随着风电上网电量的增加,风电的电能质量日益受到关注,风电场的电能质量必须要满足电力系统的电能质量要求。
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,会影响电网的电能质量,如电压偏差、电压波动和闪变、谐波。
风电对电力系统频率稳定性也会造成较大的影响。
在电网发生短路故障导致电压骤降时,风力发电机组如果纷纷解列会带来系统暂态不稳定。
本文对风电并网对电能质量的影响定性分析。
关键词:电能质量;电压波动和闪变;谐波;电压骤降0引言在众多可再生能源发电技术中,风力发电是目前技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。
随着国家发改委近几年对风电特许权示范项目的不断推出,风力发电正以前所未有的速度高速发展。
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。
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,将会向电网注人谐波电流,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。
1 风力发电系统组成及原理1.1 风力发电原理风能发电的原理是利用风轮将风能转变为机械能,风轮带动发电机再将机械能转变为电能。
大型风力发电机组发出的电能直接并到电网上,向电网馈电,小型风力发电机一般将风力发电机组发出的电能用储能设备储存起来(一般用蓄电池),需要时再提供给负载(可直流供电,亦可用逆变器变换为交流供给用户)。
浅谈风电并网对电网电能质量的影响

浅谈风电并网对电网电能质量的影响随着变速恒频电机、双馈电机等新型发电机组的应用推广,风电并网给配电网带来谐波污染、电压波动及闪变等电能质量问题日益严重。
文章主要研究了大型风电场接入电力系统后可能引起的电压偏差、电压波动和闪变以及谐波问题。
标签:风力发电;电能质量;电压偏差;闪变;谐波引言风力发电是一种特殊的电力,风力发电输出功率的波动将引起谐波、电压波动与闪变等电能质量问题。
随机的、不稳定的风速所造成的电压、频率波动和风机运行中所产生的谐波会对电网电压的品质造成直接的影响,严重时会危害电网的安全稳定运行[1]。
1 变频恒速风机的类型1.1 双馈异步风力发电机双馈异步风力发电机主要由风轮机、齿轮箱、双馈异步发电机、交直交变频器组成[2],如图1所示。
转子绕组通过交-直-交变频器接入工频电网,这是双馈风机区别于其他类型风机的地方。
通过对发电机的控制,使风力机运行在最佳叶尖速比,从而使整个运行速度的范围内均有最佳风能利用系数[3]。
图1 双馈异步风力发电机基本结构图1.2 直驱式交流永磁同步发电机直驱永磁同步风力发电机主要风轮机、永磁同步发电机和全功率变频器组成,基本结构如图2所示。
与双馈异步风力发电机相比,主要有三点不同:一是无齿轮箱,二是无励磁电源,三是通过全功率变流器并网[5]。
图2 直驱永磁同步风力发电机基本结构图2 风电对电能质量的影响2.1 变频恒速风机并网引起谐波的机理分析变频恒速风机包括双馈异步风力发电机和直驱永磁同步风力发电机。
变频恒速风机并网引起电压谐波,实质就是SPWM控制变换器引起电压谐波。
2.2 SPWM逆变电路的谐波分析SPWM逆变电路可以使输出电压接近正弦波,但由于使用载波对正弦信号波调制,也产生了和载波有关的谐波分量。
在异步调制方式的正弦调制信号各周期内,所包含的SPWM波形没有重复性,因而无法以正弦控制信号角频率?棕r为基准分解成傅氏级数。
下面采取的方法是先以三角波载波角频率?棕c为基准进行分析,然后再求出所得波形和?棕r的关系。
风电场并网对电网电能质量的影响

Telecom Power Technology
运营探讨
风电场并网对电网电能质量的影响
李强军
(黑龙江龙源新能源发展有限公司,黑龙江
随着我国社会发展形态的转变,对电力能源的需求量与消耗量呈现逐年提升态势。
在这一时代背景下,为充分满足电能需求、提高电网容量,电力企业将风电场建设作为发展重点。
但与此同时,在风电场并网运行过程中,也对整体
发电水平尚存优化空间。
因此,
问题主要成因开展分析,并提出了有效解决问题的措施。
The Impact of Wind Farm Grid Connection on Power Quality
LI Qiang-jun
Heilongjiang Longyuan New Energy Development Co.,
’s social development pattern
has shown an increasing trend year by year. In the context of this era,in order to fully meet the demand for electrical energy
power companies have focused on the construction of wind farms. However。
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风电并网对电能质量的影响石万清1,2,吴义纯1,冯黎1(1. 安徽电气工程职业技术学院安徽合肥 230022;2. 安徽大学安徽合肥 230022)摘要:风能属于绿色能源,风力发电技术日趋成熟,发电成本已得到大幅下降,已成为最具有规模化发展前景的新能源。
但风能存在随机性,大规模风电并网后对电力系统的安全稳定运行、电能质量等方面带来一定的影响。
本文从风电的特性出发,分析风电并网对电能质量带来的影响的原因,综述了有关风电引起的电压波动与闪变、谐波污染等方面的抑制方法和研究成果。
关键词:风力发电;电能质量;电压波动与闪变;谐波0 引言近些年来,风力发电技术迅猛发展,发电成本大幅下降,同时风力发电不消耗化石燃料、不排放温室气体、不会带来环境污染问题,风电已成为可再生能源中发展最快的、最具有规模和发展前景的一种发电方式。
风能因具有随机性、间歇性和不可调度性的缺点,随着风电机组单机容量和风电场规模的增大,并网后对风电机组功率连续波动和本身产生电力脉动[1-2]给电力系统的电能质量带来负面影响,需要研究风电的特性[3]和评估其对电能质量的影响。
风力机输出功率随着风速随机变化,风电场注入电网的有功功率和吸收的无功功率也会有所改变,引起风电场母线及附近电网电压的波动;同时,风力发电机组并网和脱网、补偿电容器的投切等操作时对电网电压造成冲击。
另外,风电机组本身的一些固有特性也可能会引起电压波动和闪变超出国家有关标准,如风剪切、塔影效应、叶片重力偏差以及偏航误差等[4]。
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,电压波动和闪变通常会引起许多电工设备不能正常工作,如影响电视画面质量、使电动机转速脉动、使电子仪器工作失常、影响自动控制设备的正常工况、使白炽灯光发生闪烁等[5]。
风力发电机组本身配备的电力电子装置(如可控硅装置)可能带来谐波问题,势必造成谐波电流注入电网。
谐波会对电力网带来一定危害,如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。
如超过《电能质量公用电网谐波》(GB/T14549-93)的允许值,须装设滤波装置解决这个问题。
与闪变问题相比,在实际运行中风电并网带来的谐波问题不是很严重[6]。
本文从风电的特性出发,分析风电并网对电能质量带来的影响的原因,综述了有关风电引起的电压波动与闪变、谐波污染等方面的抑制方法和研究成果。
2 风电引起的电压偏差问题风力发电机组在其并网运行时需要从系统中吸收大量无功功率,所以风电场的电压往往很低,特别是当地方电力系统电压等级较低和系统容量较小时尤为严重,机端需要并联电容器,进行无功补偿。
通过模拟计算各种运行工况下的潮流,得出补偿电容器的容量[7]。
为了得到理想的补偿效果,大型并网风电机组可采用动态无功补偿装置[8],机端电容器组可根据其输出的功率大小进行自动投切。
在负荷低谷和风电机组输出功率最大的情况下,电网电压会出现极大值,极有可能导致过电压而损坏设备。
文献[9]基于递推潮流计算方法研究位于边远地区风力发电机组的稳态运行。
如果按这种最严重情况采用决定性方法来设计风电场,会限制风电机组的发电容量,况且这种严重情况出现概率较低;同时,用于分析常规发电机组的确定性方法,往往忽视了风速及负荷预报的不确定性,为此采用概率性方法来考虑这个问题,可以更全面地分析和描述风电的随机性。
因而采用概率性方法考虑它,文献[10]在风速功率分布基础上,用概率的形式来描述约束条件,通过含风电场的电力系统概率潮流计算,可获得电压、功率等参数的概率期望值,通过计算电压出现过大或过小的概率来评估风电对电网运行的影响。
为了限制风电场母线稳态电压升高,可以根据实际情况采用一些措施,如:增强电网结构,减少并网线路的电抗;限制风电机组在配电网负荷低谷时出力,保证电压满足要求;通过负荷控制的方法来调节电压,如待充电蓄电池、水加热系统,以维持电压在允许的范围内,具有较好的实用性[11]。
3 风电引起的电压波动和闪变问题电压幅值在一定范围内(通常为额定值的90%~110%)有规律或随即地变化,即称为电压波动。
闪变是由于电网电压的波动,所引起的灯光闪烁对人眼视觉产生刺激的响应。
它不仅和电压波动大小有关,而且和波动的频率(即对工频电压的调幅频率)、照明灯具的性能及人的视感因素有关。
电压波动和闪变是风力发电对电能质量的主要负面影响之一,电压波动通常会引起许多电工设备不能正常工作,如影响电视画面质量、使电动机转速脉动、使电子仪器工作失常、影响自动控制设备的正常工况、使白炽灯光发生闪烁等[5]。
从定性的角度来分析电压波动与闪变问题,采用潮流计算模型,忽略风力发电机组的动态特性。
图1为风电机组并网简化示意图,U为电网电压,R、X分别为风电场经变压器连接到电网回路的电阻和电抗,P和Q分别为风电场的发出有功功率和吸收无功功率。
图1 风电机组并网简化示意图一般而言,在作电压降的近似估算时,可以忽略电压降的横分量,即稳态电压降可用下面的公式近似表示:U QXPR U −=∆(1) 由公式(1)可以看出,当并网风电机组的输出功率波动时,电压损耗U∆也将发生变化,从而引起电网电压波动和闪变。
从式中不难发现,合适的 X/R 比可以使有功功率引起的电压波动被无功功率引起的电压波动补偿掉,使平均闪变值有所降低,表明电网线路的 X /R 比是影响风电机组引起的电压波动和闪变的重要因素。
为了测试工作方便和标准统一,国际电工委员会颁布了并网风电机组电能质量标准IEC61400-21。
IEC 61400-21的主要内容是并网风力发电机组功率质量特性测试与评价,包括:描述并网风电机组电能质量特征参数的定义、测定过程(额定值、最大容许功率、最大测量功率、无功功率、电压波动等)、功率质量评估(稳定状态电压、电压波动等)。
影响并网风力发电机组输出功率的波动因素很多,如风况、风力发电机组类型、控制系统、电网状况(短路容量、线路X/R比和负荷特性)。
在运行过程中的电压闪变是由功率波动引起的,而功率波动主要源于风速的变动、塔影效应影响和风力机机械特性等[12];在切换操作过程中也产生闪变,典型的切换操作是风电机组的启动、停机和发电机切换,输出功率发生一定的变化,将导致公共连接点的电压变化,而电压变化将产生闪变,因此,即使是切换操作也必须考虑风电机组的网络设计[13]。
文献[13]分别计算了恒速定桨距和恒速变桨距风电机组在切换过程中产生的电压波动和闪变,并与持续运行过程中产生的电压波动和闪变作了比较。
文献[14] 采用两种模型研究电压闪变,简化模型忽略风电机组的动态特性,机组用有功、无功功率来表示,通过潮流计算,找出系统中哪些节点的电压闪变最严重;复杂模型采用动态仿真的方法,风电机组采用发电机详细的动态模型,考虑电力网络的静态和动态负荷来预测闪变程度。
文献[15]对风电并网引起的电压波动和闪变问题进行分析,在已知风电场输出电流的情况下,通过对含电网参数的风电机组动态建模,提出了用于计算全电网电压波动的“定幅值工频电流源等效法”,可用于估算风电场运行引起的电压波动。
能够比较方便地计算得到电网各节点的电压波动。
而且,该文献首次将时变动态相量理论引入到风电引起的电压波动计算中。
它所建立的时变动态相量模型,不但可以计算风电机组连续运行情况下的节点电压波动,而且还可以计算风电机组切换引起的电压暂态过程。
4 风电引起的谐波污染问题风力发电机组会带来谐波问题,谐波会对电力网带来一定危害,如增加了电网的供电损耗,干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行,影响仪表正确计量,用电设备发热增加,影响其使用寿命。
严重时需要对谐波必须进行治理。
恒速风电机组在运行过程中没有产生谐波电流,但当其在投入时,往往采用软并网可控硅装置并网,势必造成谐波电流注入电网,由于投入过程较短,发生的次数也不多,谐波电流注入实际上是可以忽略的。
南澳风电场存在一定的谐波分量,最大谐波电流是5次谐波和7次谐波,南澳风电场容量已达汕头电网容量的70%,但注入汕头电网的谐波电流远远小于国标允许值,未对汕头电力系统的电能质量造成不良影响[16]。
变速恒频风电机组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[6],文献[17]中借助先进的、经济可行的电力电子技术来提高风电并网后电能质量,可以使电压波动和畸变率最小化,符合电网电能质量的要求。
随着电力电子器件的不断改进,这个问题正在逐步得到解决。
与闪变问题相比,在实际运行中风电并网带来的谐波问题不是很严重。
在电力系统中,电压波型是中心对称的,基本上不含有偶次谐波,主要存在在奇次谐波,而三、九次谐波可以通过变压器的Δ绕组进行隔离。
而11、13次以上高次谐波由于其频率比较高,在线路传输过程中衰减比较快,在电网中所占的比重也不大。
往往5次谐波和7次谐波成分较多。
因此需根据每台机的谐波发生量,计算出公共接入点上的谐波电压畸变值和谐波电流注入值,如计算值超过允许值需要采取措施,通过装设滤波装置使注入电网的谐波电流降低到国标允许值内,滤波器分为有源滤波器和无源滤波器两大类。
无源滤波器是通过电容、电抗和电阻等元件串联或并联,使其在某次谐波产生谐振,使滤波器两端该次谐波的电压很小,几乎接近零,达到对该次谐波治理的目的。
这种滤波器结构简单,价格低廉,运行可靠。
在出力虽风速变化,谐波也是在变化的,谐波治理有一定难度,同时无源滤波器可能对某次谐波在某个条件下会起放大作用,效果会收到限制。
有源滤波器(APF)的基本工作原理是把电源侧的电流波型与正弦波相比较,差额部分由有源滤波器进行补偿,使流入电源的总谐波电流为零。
这是谐波治理的发展方向。
随着科学技术的发展,功率电子元件的成本下降,这一技术一定会在谐波治理上占主导地位的。
有些情况下,采用APF和传统的滤波装置组合而成的混合型滤波器,由电容吸收高次谐波,而APF提高滤波性能,具有较好的性价比。
5 结束语风能属于清洁的可再生能源,因其随机波动性会对并网点附近电能质量带来一定影响,尤其是接入薄弱电网,需要通过计算分析后评估影响程度,分析风电并网对电能质量带来的影响的原因,必要时采取一定的措施抑制电压波动与闪变、谐波污染等,降低影响,促进风电事业的良性、健康发展。
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