风电并网的情况分析

合集下载

大规模风电并网的稳定性分析与控制

大规模风电并网的稳定性分析与控制

大规模风电并网的稳定性分析与控制标题:大规模风电并网的稳定性分析与控制摘要:本文针对大规模风电并网过程中可能出现的稳定性问题,提出了一种基于分析与控制的研究方案。

首先,我们介绍了风电发展的背景和现状,分析了大规模风电并网所面临的稳定性挑战。

然后,我们提出了一套综合的研究方法,包括模型建立、数据分析和模拟仿真。

通过采集实际运行数据和仿真数据,并进行分析和处理,我们得到了一系列的结果和结论。

最后,我们对研究结果进行讨论,并对未来的研究方向提出了建议。

1. 研究问题及背景1.1 研究问题随着风电发展速度的加快,大规模风电并网的稳定性成为一个亟待解决的问题。

本文旨在分析大规模风电并网的稳定性问题,并提出相应的控制方法,以确保电网的稳定运行。

1.2 背景随着清洁能源的大力推广与应用,风电成为当代的重要能源之一。

然而,大规模风电并网所带来的挑战不可忽视。

风电具有时变性、波动性和间歇性等特点,这对电网的稳定性提出了新的要求。

2. 研究方案方法2.1 模型建立首先,我们需要建立风电发电机的数学模型,考虑到风速的变化、风轮的特性以及辅助设备的影响。

然后,我们将电网系统、输电线路和负荷等因素纳入模型中,建立一个综合的风电并网稳定性分析模型。

2.2 数据分析针对实际运行的大规模风电并网系统,我们收集了大量的运行数据,并结合传感器和监测设备,获取了风电发电机、输电线路和负荷等各个环节的关键参数。

我们将利用这些数据进行统计分析、波动分析以及频率响应特性分析,以揭示系统的稳定性问题。

2.3 模拟仿真为了更好地理解风电并网系统的稳定性问题,我们采用仿真工具对系统进行仿真建模。

通过调整不同的参数和控制策略,我们可以评估系统响应的稳定性,并确定最佳的控制方案。

3. 数据分析和结果呈现基于收集的实际运行数据和仿真数据,我们进行了综合的数据分析和研究。

通过对比不同场景下的数据结果,我们得到了一系列关于大规模风电并网稳定性的宝贵信息。

风力发电现状与发展趋势分析

风力发电现状与发展趋势分析

水电工程Һ㊀风力发电现状与发展趋势分析聂㊀政摘㊀要:风力发电作为一种清洁的发电方式,在我国已经得以广泛的运用㊂相比于传统的火力放电的方式,风力发电能够节省更多的能源,且投入的成本较低,适用性较强,在我国许多地区都可以运用㊂文章对风电新能源发展与并网技术进行了深入的研究与分析,并提出了一些合理的措施,旨在提高风电新能源的使用质量,更好地结合并网技术,对风电发展中出现的问题进行解决,促进我国风电技术的发展与前进㊂关键词:风力发电;新能源;并网技术;可持续发展一㊁风电新能源的基本特点概述风电作为一种新能源,其工作方式是利用相关的设备将风产生的动能转为成为电能,而风能是一种清洁的㊁可再生的能源,风电近些年来在世界范围内受到各个国家的重视,我国也正在大力开展风电建设㊂从世界范围来看,经过相关的计算表明,世界当前可利用的风能资源储量比水力资源高出10倍左右㊂我国的风能资源也非常丰富,可以供开发和利用的风能储量超过10亿kW,我国目前风电装机超过2亿kW㊂风能是一种具有代表性的无公害㊁可再生的清洁能源,风电在一些水资源匮乏的地区发挥着重要的作用,例如我国的沿海城市㊁草原牧区㊁山地高原等地区,都非常适合使用风力发电的方式提供电力能源㊂我国对风电建设也给予了高度的关注,国家通过财政补贴的方式大力支持全国各地开展风电建设,取得了很好的效果,目前我国多个地区已经兴建了许多大型的风电场,对我国的电力能源输送起到了至关重要的作用㊂二㊁风力发电并网技术分析(一)同步风电机组并网技术同步风电机组,即是同步电机与风电机组结合产生的,在机组运行时既可保证有功功率输出还能提供无功功率,并且还能有效地确保电能质量,因此在我国风电系统中应用越来越广泛㊂目前,我国很多专家正在深入研究同步发电机与风力发电机的有机融合方法㊂一般来说,风速波动较大会导致转子转矩发生波动,无法满足机组并网调速精度㊂在融合同步发电机㊁风力发电机以后,如果未对以上问题进行充分考虑,尤其是在较大荷载条件下,电力系统极易发生无功振荡现象或者失步现象㊂以上问题导致同步风电机组广泛运用受到影响,随着变频器装置广泛的运用,该问题得到了有效解决㊂(二)异步风电机组并网技术异步风电机组,即是异步发电机与风电机组结合产生的㊂异步风电机组的转速只要与同步发电机组的转速差不多即可,它对精度的要求并不高㊂另外,异步风力发电机的控制装置并不复杂,且能可靠㊁安全地运行㊂不过,异步风电机组并网技术同样也会产生许多问题,如在并网之后极易出现比较大的冲击电流,造成风电机组电气安全隐患㊂还有磁路饱和现象,会导致励磁电流增加使系统功率降低㊂故应对异步风电机组加强运行监督,做好有效预防才能更好地保证异步风电机组并网运行的安全性㊂针对调速精度,异步风电机组对其并未提出较高的要求,只要风力发电机组转速与同步风电机组转速差不多即可,不需要进行整步操作与同步设备㊂但异步风电机组并网较为复杂,需要解决较多问题㊂如果异步风电机组直接进行并网,则极易产生极大的冲击电流,降低电压,严重影响电力系统的正常运行㊂故电场运行部门要做好监督工作,制订有效预防措施,以确保风电机组并网运行的可靠性与安全性㊂三㊁解决运维问题的举措和方法(一)运用全寿命周期管理理念,构建合理的运维模式体系我国风电场装机的容量不断扩大,运行风电机组的数量逐年增加,风电场的运行已经进入规模化的发展阶段,全寿命周期的投资理念已经逐渐被业内接受,不仅要选好设备,更要用好设备,风电设备运维管理状况成为当下行业关注的重点㊂学习国外先进的管理经验,基于大数据和云计算,采用系统诊断㊁风险评估㊁可靠性分析㊁寿命管理㊁预知性维修㊁整体解决等风电运维策略,加强设备管理与技术提升㊁优化工作环境与资源配置㊁构建合理运维模式与体系,改变 头痛医头,脚痛医脚 的落后管理方式,从被动式运维向主动式运维㊁智慧运维转变,做到有计划的 预防式 保障服务,既有 急诊式 维修又要做 体检式 预防㊂运维管理是风电场工作中的一项重要任务,不仅是提升设备利用率,提高设备安全性㊁稳定运行,降低各种能耗的前提,而且还是风电场获得更多经济效益的保障.(二)运用新技术提高运维工作效率和有效监管风电场事故不仅与整机质量有关,而且与企业的管理体制㊁风电场管理与运维人员的规范操作有着密不可分的关系㊂风电场维护检修人员的安全意识㊁技术水平和责任心,对保证风电机组正常运行及风电机组的安全有着最为直接㊁关键的作用㊂作为风险较高的发电企业,实现安全生产,除了完善各项制度,更需在技术上加以提高㊂我国风电运行阶段的监测手段主要集中于电气设备,对一些风电的主要部件,特别是关系到风电设备寿命㊁运行隐患的关键部件如发电机主轴㊁轴承㊁齿轮箱㊁叶片等缺乏有效的㊁系统的状态监测,导致运行阶段对风电设备的了解始终处于被动和局限的状态,无法跟踪故障的发展趋势,不能预先发现并提前排除故障隐患㊂运维工作主要是依靠相关人员的责任意识和专业水平及时发现隐患并加以排除㊂然而,对设备的定期巡检要1 2个月才进行一次,有限的运维人员,恶劣的气候条件㊁高空场地条件㊁人员技术水平㊁工具状况以及人员身体状况等各种因素的存在,使得风力发电设备常常处于亚健康状态运行,无法保障全生命周期效益最大化㊂四㊁结语综上所述,为了更好地推动我国风电新能源的发展,需要对其并网技术进行深入的研究,从多个角度㊁多个层面不断完善并网技术,提高风电系统的稳定性㊁可靠性㊁安全性,为我国发电行业做出更大的贡献,确保我国电能产业可持续发展㊂参考文献:[1]汪成国.关于风电新能源发展与并网技术的探析[J].中国战略新兴产业(理论版),2019(14):1.[2]邹璐.风电新能源的发展现状及其并网技术的发展前景研究[J].无线互联科技,2019(17):130-131.[3]马春兰.风电新能源及其并网技术的发展现状探究[J].湖南水利水电,2019(2):65-66.作者简介:聂政,新疆龙源风力发电有限公司㊂702。

2022年风电并网消纳政策及环境分析

2022年风电并网消纳政策及环境分析

2022年风电并网消纳政策及环境分析2022年政府工作报告提及风电、光伏等清洁能源时用的是“鼓舞进展”,2022年变成“大力进展”。

而且,风电等清洁能源被置于引领中国能源生产和消费革命的位置。

这表明在当前铁腕治污的大背景下,中央政府对风电、光伏发电等清洁能源进展的支持力度将进一步加大。

4月7日,国家能源局下发特急通知,要求各地做好2022年度风电并网消纳有关工作,确保风电等清洁能源优先上网和全额收购。

2022年,全国风电新增装机容量1981万千瓦,累计并网装机容量达到9637万千瓦。

国内弃风限电状况加快好转,全国风电平均弃风率8%,同比下降4个百分点,弃风率达近年来最低值,全国除新疆地区外弃风率均有不同程度的下降。

不过,国家能源局估计,2022年华北、东北和西北(简称“三北”)地区投产的风电规模会有较大幅度的提高,风电消纳的形势将特别严峻。

与往年不同,2022年有利于风电消纳的政策背景是,已经启动的新一轮电改提出促进清洁能源并网消纳,落实可再生能源发电保障性收购制度,解决好无卑视、无障碍上网问题。

在新电改方案公布后,国家发改委公布《关于改善电力运行调整促进清洁能源多发满发的指导看法》,确保清洁能源全额保障收购。

更多相关内容可查阅宇博智业市场讨论中心撰写的《2022-2022年全球风电装机并网行业市场竞争力格局与企业战略投资讨论分析报告》。

国家能源局要求,结合资源条件、区域电网运行现状对可再生能源并网运行提出考核性保障指标,切实构建起适应风电等可再生能源大规模并网的电力运行和调度体系。

能源局将依据各省(区、市)报送的风电并网运行指标对风电并网运行状况进行考核。

目前,风电项目核准权限已全部下放地方能源主管部门。

为此,能源局提出,各省(区、市)能源主管部门要进一步规范风电项目建设前期工作的管理,引导开发企业扎实开展测风、资源评价等工作,协调有关部门准时落实项目建设选址、用地用海预审等项目核准条件,避开因风能资源评价不充分或土地、选址等建设条件不落实导致项目无法实施。

海上风电场并网的影响及对策

海上风电场并网的影响及对策

海上风电场并网的影响及对策海上风电出力随机性强,间歇性明显,机组本身的运行特性和风资源的不确定性,使得风电机组不具备常规火电机组的功率调节能力。

因此,海上风电场并网会对电网的运行产生一定的影响,本章将从研究风电机组的电气特性出发,详细阐述风电出力的特点,进而指出风电场并网对电网的影响,最后给出相应的解决措施。

3.1 海上风电场并网的影响针对风速的随机性、间歇性导致海上风电功率的不确定性大,以及风电机组本身的运行特性使风电场输出功率具有波动性强的特点,需要从系统电压、频率以及系统的稳定性等方面研究海上风电场出力的特点和海上风电场并网对电网的影响,以提出相应的对策和解决措施。

3.1.1 风电出力的特点(1)风电出力随机性强,间歇性明显。

风电出力波动幅度大,波动频率也无规律性,在极端情况下,风电出力可能在0~100%范围内变化。

风电出力有时与电网负荷呈现明显的反调节特性。

风电场一般日有功出力曲线如图3-1所示。

图3-1 风电场一般日有功出力曲线可见,风电功率出力的高峰时段与电力系统日负荷特性的高峰时段(8:00—11:00,18:00—22:00)并不相关,体现了较为明显的反调峰特性。

一些地区全年出现反调峰的天数可占全年天数的1/3~1/2。

反调峰的现象导致风电并入后的等效负荷峰谷差变大,恶化了电力系统负荷变化特性。

(2)风电年利用小时数偏低。

国家能源局发布数据显示,2014年年底全国并网风电装机容量9581万kW,设备平均利用小时1905h。

其中,海上风电约38.9万kW,设备平均利用小时略高,可达到2500h左右。

(3)风电功率调节能力差。

风电机组在采用不弃风方式下,只能提供系统故障状况下的有限功率调节。

风电机组本身的运行特性和风资源的不确定性,使得其不具备常规火电机组的功率调节能力。

3.1.2 对电网的影响风电等可再生能源接入系统主要有以下问题:(1)通常风能资源丰富地区距离负荷中心较远,大规模的风电无法就地消纳,需要通过输电网输送到负荷中心。

电力系统中的风电并网技术与稳定性分析

电力系统中的风电并网技术与稳定性分析

电力系统中的风电并网技术与稳定性分析近年来,全球范围内的能源需求不断增长,同时环境问题也日益凸显。

为了寻找新的可再生能源替代传统的化石燃料能源,风能作为一种广泛可利用的资源成为了各国重点发展的领域之一。

风电作为风能的转化形式之一,其在电力系统中的并网技术及稳定性分析已成为当前研究的热点。

风电是一种具有不确定性和波动性的能源,因此并网技术对于电力系统的稳定运行至关重要。

风电的并网技术要求将风电发电机连接到电力系统中,以实现风能与传统能源之间的平衡与互补。

同时,也需要确保从风电系统中注入电力的可靠性和稳定性,以满足用户对电能的需求。

为了实现这一目标,风电并网技术需要解决以下几个关键问题。

首先是风电并网对电网的影响。

风电系统的并网会引入一系列电力损耗和电力质量问题。

由于风速的不确定性,风电系统可能会造成电网电压和频率的波动。

此外,风电系统也可能引发系统频率的不稳定性甚至导致短暂系统失稳。

因此,在设计风电并网系统时,需要充分考虑电网稳定性以及与其他发电系统的协调,并采取适当的措施来减轻对电网的影响。

其次是风电发电机的控制策略。

风电并网系统需要有效地管理风电发电机的输出功率,并确保其与系统的负荷匹配。

为此,需要制定合理的控制策略,包括电网同步控制、功率控制和电压控制等。

这些控制策略不仅需要灵活地调整风电发电机的工作状态,还需要确保系统的稳定性和可靠性。

在实际应用中,需要根据风电发电机的类型和电网的特点选择合适的控制策略。

此外,风电并网系统还需要合理地设计并考虑电网的规模与数量。

风电系统的规模越大,其对电网的影响也就越显著。

因此,在设计风电并网系统时,需要综合考虑系统的规模与数量,以避免过度集中或过度分散的情况发生。

同时,还需要考虑电网的承载能力和适应能力,以确保电网的稳定运行。

除了并网技术,稳定性分析是评估和改进风电系统性能的重要手段。

稳定性分析可以帮助我们识别潜在的问题并提出相应的解决方案。

在风电系统中,稳定性分析包括纵向稳定性和横向稳定性两个方面。

大规模风电并网的稳定性问题及其解决方案

大规模风电并网的稳定性问题及其解决方案

大规模风电并网的稳定性问题及其解决方案论文题目:大规模风电并网的稳定性问题及其解决方案摘要:随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高,风能作为一种可再生能源逐渐成为了人们关注的焦点。

大规模风电并网能够显著提高风能利用效率,但也面临着稳定性问题。

本论文旨在探究大规模风电并网的稳定性问题,并提出相应解决方案,为风能发电行业的发展提供参考。

1. 引言随着全球化进程的推进和环境污染日益加剧,清洁能源的使用变得越来越重要。

风能作为一种清洁、可再生的能源,具有巨大的发展潜力和市场需求。

然而,大规模风电并网所面临的稳定性问题限制了其全面应用。

因此,研究大规模风电并网的稳定性问题以及相应的解决方案具有重要的理论与实践意义。

2. 研究问题及背景2.1 研究问题本研究旨在探究大规模风电并网的稳定性问题及其解决方案。

2.2 研究背景随着全球对清洁能源的需求增加,风电成为了主要的清洁能源之一。

大规模风电并网可以提高风电的利用效率,但与此同时也会引发一系列稳定性问题,如系统频率、电压的波动等。

因此,我们需要综合考虑电网的静态稳定性和动态稳定性问题,并提出有效的解决方案。

3. 研究方案方法3.1 数据收集本研究将收集不同地区、不同规模风电电站的运行数据,分析其对电网稳定性的影响。

3.2 数据分析和结果呈现通过对收集的数据进行分析,我们将得出不同规模风电并网对电网稳定性的影响以及可能存在的问题,并结合实际情况呈现结果。

4. 结果呈现与讨论通过对数据分析的结果进行整理与综合,我们将得出以下结论:4.1 大规模风电并网对电网的稳定性具有一定的影响。

4.2 不同规模的风电并网可能存在不同的稳定性问题。

4.3 针对不同的问题,可以采取不同的解决方案,如增加调节装置、优化风电发电机组控制策略等。

5. 结论本论文研究了大规模风电并网的稳定性问题,并提出了相应的解决方案。

研究结果表明,针对不同规模的风电并网,应采取相应的措施以保证电网的稳定运行。

风电新能源的并网技术分析

风电新能源的并网技术分析

风电新能源的并网技术分析摘要:我国科技水平和我国各行业的普遍发展,风电是我国的重要能源之一。

加强对可再生能源的研究与开发投入,特别是对风力的研究与使用。

而风能开发也是一种可再生的环保资源,因其无污染、储备充足、开发成本低、应用前景广泛等优点,受到了世界各方的关注。

在中国由于海洋范围广阔,风电储备巨大且分布范围广泛,发展潜能巨大。

近年来,在资源与环境挑战日益紧迫的形势下,国家政府部门制定了许多有效的资源政策,对资源格局作出改变,风能领域和技术取得了蓬勃发展,但在风能并网技术上仍存在若干困难,总结和研究如何克服上述困难,对于进一步推动风能领域的安全、可持续发展价值极大。

关键词:风电新能源;发展现状;并网技术引言新能源并网发电系统在出力时,容易出现出力的间歇性和不确定性等不定因素,本研究提出了新能源并网发电过程中各种因素特征的量化分析,构建了灰色关联分析法模型实现谐波、孤网、间接性发电、波动性发电、电网频率等诸多因素之间的关联,通过设置关联系数实现关联程度的计算,提高了电能质量分析能力。

且影响程度与风电的启动风速和并网方式有关,在额定风速下启动并网要比切入风速下并网对电能质量造成的影响更大,并网容量越大、并网位置越靠近配电网馈线末端,则风电接入后对节点电压水平的抬升越大、造成的电压波动和电压总谐波畸变率也越大,而对于配电网各节点电能质量受到的影响,离新能源风电并网位置越近,该节点受到的影响越大,其中风电并网所在节点受到的影响程度最大。

新能源风电在配电网的接入会造成配电网的电能质量发生较大的变化,在进行新能源风电接入规划设计时需对其影响做好相应的综合评估。

1风力发电的原理和系统结构(1)利用风力的动能推动螺旋叶片旋转,将风力动能向机械能转化;(2)叶轮转轴与发电机转轴相互连接,故叶轮转动会带动发电机转动,机械能被转化为电能。

随着节能环保理念的不断发展,加之国家政策的大力推动,近年来我国风力发电技术得到飞速发展,风力发电系统的复杂性亦在不断提升。

中国风电并网现状及风电节能减排效益分析

中国风电并网现状及风电节能减排效益分析
最 高 . 到 1 9 . 同 样 是 2 0 年 . 电 装 机 并 网 达 2 % 而 07 风 比例 出 现 了 大 幅 下 滑 . 网公 司 的 消 纳 能 力 难 以 并 电 肩 风 电装 机 的 发 展 速 度 2 1 0 0年 . 电 装 机 容 量 增 风 长 态 势 有 所 放 缓 .风 电装 机 并 网 率 则 出 现 回 升 . 但
7 2
8 1. 3 . . 4 7 1 6 1
7 0 6 8 7 4
3 风 电并网经济效益
图 1 近 年 来 中 国风 电装 机 容 量 增 长 状 况
Fi 1 Chn s n o rn t l dc p ct c t e r g. ia’ dp we sal a a i i r en as wi i e yn e y
未 并 网 装 机 总 容 量 仍 在 扩 大 图 2为 2 0 - 2 0 0 6 01 年 风 电装 机容 量增 长 率 与并 网率 变 化状 况 的关 系 .
从 中 不 难 发 现 累 计 装 机 容 量 增 长 速 度 越 快 . 电 机 风
注 : 据 《 国风 电发 展 报 告 2 1 } (0 0风 电 、 伏 发 电 监 管 根 中 0 0 、2 1 光
风 电产 业 的 经 济 效 益 主 要 取 决 于 风 电 项 目 的 初 始 投 资 、 运 成 本 、 效 年 利 用 小 时 以 及 上 网 电 价 等 营 等 因 素 。 其 中 初 始 投 资 包 括 风 力 发 电机 组 、 建 工 程 、 土 电气 工 程 、 装 工 程 、 务 成 本 以 及 其 他 成 本 ( 地 、 安 财 征 设 计 勘 测 等 ) 而 当 中 风 电 机 组 的 投 资 占 初 始 投 资 的 . 比例 最 高 营运 成 本 包 括 维 修 费 用 、 资 等 。 工 由 于 产 能 过 剩 .世 界 风 电 装 机 价 格 已经 跌 至 近
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一直是风电上网难以逾越的障碍。风力发电的主要特点是随机性与不可控性,主要随风速变化而变化。因此,风电并网运行对主电网运行带来诸多不利影响。分析风电场并网对电网影响是风电事业发展的关键技术问题,同时也是电网部门安全、经济运行的一个新课题。关键词:风能发电;电网特点;系统影响;并网风能是一种洁净的、储量极为丰富的可再生能源。受化石能源日趋枯竭、能源供应安全和保护环境等的驱动,风能将是21世纪最有发展前景的绿色能源,是人类社会可持续发展的主要新动力源。近年来,随着《可再生资源法》的颁布实施以及国家对开发利用清洁能源、可再生能源的大力扶持,我国风力发电得到了很大发展,政府对风力发电日益重视,风力发电场装机容量不断增加。我国制订的发展规划中提出风电装机容量到2015年达到7gw,到2020年达到20gw的风电发展目标,同时送出受限的矛盾也日益突出。一、现有电网的特点目前采用的是50赫兹同步交流输电供电电网,电网在形成初期电网的特点和各种技术参数就已经基本确立。后期并入电网的各类电能资源必须符合电网初期形成的电位参数和变化规律。这个技术参数主要包括”频率、电压和交流相位”,在电网中起主导作用的“同步”电流成了同化各种入网电流的“主体”电流,其主要表现为电压稳定、频率稳定、相位稳定。电压、频率、相位就成了并网的主体条件。传统发电机用的是同步交流发电机,比如火力发电机在并网初期都有一个与电网合拍即相位相同的调节过程,每一台发电机都是被强大的电网强行拉入同步的。只要做到了“同步”,其相位角便一致,转速便恒定、“频率”相应恒定,电压也随之恒定。而稳定的电压和频率正是高质量的电网所要求的。所以,严格控制发电机发出电流的“相位”,对各类发电机的成功并网具有无可替代的“关键”作用。二、风能发电的特点1.风能的能量密度小,为了得到相同的发电容量,风力发电机的风轮尺寸比相应的水轮机大几十倍。2.风能的稳定性差。风能属于过程性能源,具有随机性、间歇性、不稳定性,风速和风向经常变动,它们对风力发电机的工况影响很大。为得到较稳定的输出电能,风力发电机必须加装调速、调向和刹车等调节和控制装置。3.风能不能储存。对于单机独立运行的风力发电机组,要保证不间断供电,必须配备相应的储能装置。4.风轮的效率较低。风轮的理论最大效率为59.3%,实际效率会更低一些,统计显示,水平轴风轮机最大效率通常在20%~50%,垂直轴风轮机最大效率在30%~40%。总之,风电的最大缺点是不稳定,风电系统所发出的电能若直接并入电网将影响局部电网运行的稳定性。三、风力发电并网运行引起的系统影响问题分析风电机组单机容量和并网运行的风电装机规模越来越大,对系统的影响也越来越明显。与小型风电场不同,大型风电场接入电网后,风电场对电网的影响已从简单的局部电压波动等问题发展到对电网调节控制(调频调峰、经济调度)、电能质量、电网稳定等诸多方面。(一)对电网调节控制的影响电网传统的调度(发电)计划的编制及实施,完全基于电源的可靠性、负荷的可预测性。当系统风电容量达到一定的规模后,风电的随机性和不可预测性会给传统的调度(发电)划的安排和实施带来问题。广东的粤东沿海地区风力资源丰富,随大规模风电场接入其所属电网,首先将带来电网的调节控制问题。风电场的输出功率曲线很重要,与风的大小、方向都相关。各地区风电场的输出功率曲线会有差异,但对电网调节有利的特性情况较少见到,如输出功率曲线与电网负荷特曲线性相近;而较多的情况是对电网不利的特性,如:a午夜时段输出功率较高,而此时电网处在低谷时段。午后时段输出功率很低,而此时电网处在高峰时段。b最高、最低出输出功率差一般较大,可能在50%以上。c基本无调节能力,且其功率呈频繁波动状态。这样,其输出功率特性对电网负荷曲线在非高峰时段成为“反调节”性质,即增加了电网的峰谷差,加大了对电网调峰调频能力的要求,从而增加了电网调节控制的难度。风电场高峰输出功率替代了电网常规能源机组,但因其“反调节”性质而使非高峰时段特别是低谷时段增加了对电网调节能力的要求。于是,电网原有调峰能力的余额,即调峰能力扣除负荷峰谷差后的裕量部分(特别在夏季)、其非高峰时段的电网调节能力余额,成为约束,决定了电网允许接入的最大“综合风电场容量”。(二)风电接入对电网电压的影响由于风速为随机变化的量,使得风电场的输出功率具有波动性,风电机组的频繁启停、切换,产生电压的波动、闪变,从而将影响局部电网的电能质量;风电场大量采用电子器件,给电网带来谐波,如并联电容与电抗元件发生谐振会放大谐波效应。必须重视和计算分析风电场造成局部电网的电压波动、闪变和谐波污染问题。目前,由于风电场的规模较小,如南澳电网等,大都在3%及以下,还不能构成重大影响。但随规模的扩大,如在10%及以上时,通过对风电场在不同运行工况下的系统仿真计算,表明电压波动和闪变等可能超出国家有关标准。(三)风电接入对电网稳定性的影响风力发电系统通常接入电网的末端,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。当风电注入功率增大时,风电场附近局部电网的电压和联络线功率可能会超出安全范围,严重时会导致电压崩溃。(四)对电能质量的影响随着越来越多的风电机组并网运行,风力发电对电网电能质量的影响引起了广泛关注。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呈波动性,可能会影响电网的电能质量,如电压偏差、电压波动和闪变、谐波等。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。(五)风电接入对电力系统运行成本的影响风力发电的运行成本很低,与火电机组相比可以忽略不计。但是,风力发电是一种间歇性能源,风电场的功率输出具有很强的随机性,目前的预报水平还不能满足电力系统实际运行的需要,在做运行计划时风电是作为未知因素考虑的。为了保证风电并网以后系统运行的可靠性,因此需要在原来运行方式的基础上,额外安排一定容量的旋转备用以响应风电场发电功率的随机波动,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。四、结语风能作为一种清洁的能源,在二十一世纪资源匮乏,环境问题突出的今天有着相当大的吸引力,世界大范围内发展风力发电技术来取代传统的燃煤和燃油火电。在风电发展方面比较先进的是德国和丹麦等国家,我国的风电虽然较之前有了较大的发展,但是和世界先进水平还有较大的差距。在风电发展方面,除了看到其优点以外,缺点也不容忽视,都还要去深入的探索和研究。要使风电大面积发展所要做的工作还有很多。参考文献[1]傅旭,李海伟,李冰寒.大规模风电场并网对电网的影响及对策综述[j].陕西电力,2010,(01).[2]梁国艳.大型风力发电场并网运行引起的问题及对策[j].大众用电,2010,(01).[3]孙涛,王伟胜,戴慧珠,等.风力发电引起的电压波动和闪变[j].电网技术,2003,(12).[4]迟永宁,刘燕华,王伟胜,等.风电接入对电力系统的影响[j].电网技术,2007,(2).[5]范伟,赵书强.风电场接入电网强迫功率振荡研究[j].东北电力技术,2009,(1).作者简介:邓锋(1970-)男,广东梅县人,供职于广东梅州嘉应学院。注:本文受梅州市科学技术局、嘉应学院联合自然科学研究项目(08kj07)资助。
相关文档
最新文档