風(fēng)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響及改善措施

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1、僅供參考[整理]安全管理文書風(fēng)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響及改善措施日期：__________________單位：__________________第1頁共11頁僅供參考[整理]風(fēng)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響及改善措施[摘要]：由于風(fēng)電場是一種依賴于自然能源的分散電源，同時目前大多采用恒速恒頻異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其并網(wǎng)運行降低了電網(wǎng)的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。著眼于并網(wǎng)風(fēng)電場與電網(wǎng)之間的相互影響，特別是對系統(tǒng)穩(wěn)定性以及電能質(zhì)量的影響，對大型風(fēng)電場并網(wǎng)運行中的一些基礎(chǔ)性的技術(shù)問題進行了研究。[關(guān)鍵詞]:風(fēng)電場；并網(wǎng)；現(xiàn)狀分析。一、引言

2、風(fēng)力發(fā)電作為一種重要的可再生能源形式，越來越受到人們的廣泛關(guān)注,并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電以其獨特的能源、環(huán)保優(yōu)勢和規(guī)?；б妫玫介L足發(fā)展,隨著風(fēng)電設(shè)備制造技術(shù)的日益成熟和風(fēng)電價格的逐步降低，近些年來，無論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家都在大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電之所以在全世界范圍獲得快速發(fā)展，除了能源和環(huán)保方面的優(yōu)勢外，還因為風(fēng)電場本身所具有的獨特優(yōu)點：(1)風(fēng)能資源豐富，屬于清潔的可再生能源；(2)施工周期短，實際占地少，對土地要求低；(3)投資少，投資靈活，投資回收快；(4)風(fēng)電場運行簡單，風(fēng)力發(fā)電具有經(jīng)濟性；(5)風(fēng)力發(fā)

3、電技術(shù)相對成熟。第10頁共11頁僅供參考[整理]自20世紀80年代以來，大、中型風(fēng)電場并網(wǎng)容量發(fā)展最為迅猛，對常規(guī)電力系統(tǒng)運行造成的影響逐步明顯和加大,隨著風(fēng)電場規(guī)模的不斷擴大，風(fēng)電特性對電網(wǎng)的負面影響愈加顯著，成為制約風(fēng)電場建設(shè)規(guī)模的嚴重障礙。因此深入研究風(fēng)電場與電網(wǎng)的相互作用成為進一步開發(fā)風(fēng)電所迫切要求解決的問題。其局限性主要表現(xiàn)在：(1)風(fēng)能的能量密度小且不穩(wěn)定，不能大量儲存；(2)風(fēng)輪機的效率較低；(3)對生態(tài)環(huán)境有影響，產(chǎn)生機械和電磁噪聲；(4)接入電網(wǎng)時，對電網(wǎng)有負面影響。二、我國風(fēng)力發(fā)電裝機容量現(xiàn)狀根

4、據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會發(fā)布《2012年中國風(fēng)電裝機容量統(tǒng)計》報告中數(shù)據(jù)顯示，2012年，中國（不包括臺灣地區(qū)）新增安裝風(fēng)電機組7872臺，裝機容量12960MW，同比下降26.5%；累計安裝風(fēng)電機組53764臺，裝機容量75324.2MW，同比增長20.8%。2001-2012年中國新增及累計風(fēng)電裝機容量區(qū)域裝機情況圖（引自《2012年中國風(fēng)電裝機容量統(tǒng)計》）2006-2012年中國各區(qū)域累計風(fēng)電裝機容量圖（引自《2012年中國風(fēng)電裝機容量統(tǒng)計》）三、風(fēng)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響風(fēng)力發(fā)電是一種特殊的電力，它以自然風(fēng)為原動力，風(fēng)

5、資源的隨機性和間歇性決定了風(fēng)電機組的輸出特性也是波動和間歇的。作為發(fā)電機構(gòu)的異步發(fā)電機在發(fā)出有功功率的同時，需要從系統(tǒng)吸收無功功率，且無功需求隨有功輸出的變化而變化。當(dāng)風(fēng)電場的容量較小時，這些特性對電力系統(tǒng)的影響并不顯著，但隨著風(fēng)電場容量在系統(tǒng)中所占比例的增加，風(fēng)電場對電力系統(tǒng)的影響會越來越顯著。本文主要從以下幾個方面討論并網(wǎng)風(fēng)電場對電力系統(tǒng)的影響，包括并網(wǎng)過程對電網(wǎng)的沖擊、對電網(wǎng)頻率、電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)穩(wěn)定性、電能質(zhì)量以及繼電保護的影響。1、并網(wǎng)過程對電網(wǎng)的沖擊第10頁共11頁僅供參考[整理]異步電機作為發(fā)電機運行時

6、，沒有獨立的勵磁裝置，并網(wǎng)前發(fā)電機本身沒有電壓，因此并網(wǎng)時必然伴隨一個過渡過程。直接并網(wǎng)時，流過5～8倍額定電流的沖擊電流，一般經(jīng)過幾百毫秒后轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)。異步發(fā)電機并網(wǎng)時沖擊電流的大小，與并網(wǎng)時網(wǎng)絡(luò)電壓的大小、發(fā)電機的暫態(tài)電抗以及并網(wǎng)時的滑差有關(guān)。滑差越大，則交流暫態(tài)衰減時間越長，并網(wǎng)時沖擊電流有效值也就越大。風(fēng)力發(fā)電機組與大電網(wǎng)并聯(lián)時，合閘瞬間的沖擊電流對發(fā)電機及電網(wǎng)系統(tǒng)安全運行不會有太大影響。但對小容量電網(wǎng)而言，風(fēng)電場并網(wǎng)瞬間將會造成電網(wǎng)電壓的大幅度下跌，從而影響接在同一電網(wǎng)上的其他電器設(shè)備的正常運行，甚至?xí)绊?/p>

7、到整個電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全。目前可以通過加裝軟起動裝置和風(fēng)機非同期并網(wǎng)來削弱沖擊電流，但會給電網(wǎng)帶來一定的諧波污染。2、對電網(wǎng)頻率的影響風(fēng)電場對系統(tǒng)頻率的影響取決于風(fēng)電場容量占系統(tǒng)總?cè)萘康谋壤?。?dāng)風(fēng)電容量在系統(tǒng)中所占的比例較大時，其輸出功率的隨機波動性對電網(wǎng)頻率的影響顯著，影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量和一些對頻率敏感負荷的正常工作。這就要求電網(wǎng)中其他常規(guī)機組有較高的頻率響應(yīng)能力，能進行跟蹤調(diào)節(jié)，抑制頻率的波動?？紤]到風(fēng)電的不穩(wěn)定性，當(dāng)風(fēng)電由于停風(fēng)或大失速而失去出力后，會使電網(wǎng)頻率降低，特別是當(dāng)風(fēng)電比重較大時，會影響到系統(tǒng)的頻率穩(wěn)

8、定性。消除該影響的主要措施是提高系統(tǒng)的備用容量和采取優(yōu)化的調(diào)度運行方式。當(dāng)然，當(dāng)電力系統(tǒng)較大、聯(lián)系緊密時，頻率問題不顯著。3、對電網(wǎng)電壓的影響第10頁共11頁僅供參考[整理]風(fēng)力發(fā)電出力隨風(fēng)速大小等因素而變化，同時由于風(fēng)力資源分布的限制，風(fēng)電場大多建設(shè)在電網(wǎng)的末端，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較薄弱(短路容量較小)，因此在風(fēng)電場并網(wǎng)運行時必然會影響電網(wǎng)的電壓質(zhì)量和電壓穩(wěn)定性。