綠色能源—風電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響及對策

《綠色能源—風電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響及對策》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、綠色能源一風電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響及對策綠色能源一風電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響及對策摘要：在全球大力提倡發(fā)展低碳經(jīng)濟的背景下，風能正逐步成為綠色新能源中不可或缺的成員。在這一輪全球綠色能源競跑中，中國贏得了先機。據(jù)“2010年中國風電建設(shè)成果統(tǒng)計報告”顯示，截至2010年底，全國已擁有802個風電場，風電機組32400臺，裝機容量達4146萬kw,并網(wǎng)3828萬kw,并網(wǎng)運營3131萬kw。具有自然財富“風”所在地的內(nèi)蒙古、河北、遼寧、甘肅、吉林，則成為了風電領(lǐng)域目前能源投資的熱土。關(guān)鍵詞：綠色能源風電并網(wǎng)影響對策隨著風電投資的熱浪，我國裝機容量由2009年的世界排名第三,至2011年越居世界裝機容

2、量的首位，風電裝機規(guī)模達到了新水平。然而，在我國以煤電為主的電源結(jié)構(gòu)將長期存在，風電的快速發(fā)展，使得相適應的系統(tǒng)備用和調(diào)峰、并網(wǎng)等電網(wǎng)調(diào)控手段亟待加強研究并推廣應用。一、風電并網(wǎng)對主電網(wǎng)的影響由于風電主要隨風速變化而變化，呈現(xiàn)隨機性、間歇性和波動性的特點，與水電、火電等常規(guī)電源相比，目前還沒有辦法像常規(guī)電源一樣對風電場有功出力進行計劃安排和控制。大規(guī)模風電接入電網(wǎng)對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來新的問題和挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在：(-)電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻壓力增大為保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，在電網(wǎng)最低負荷時，仍需保證一定的機組運行。一般燃煤機組的最低出力約為額定出力的40%,電網(wǎng)現(xiàn)有的控制模式耍求在不調(diào)停大機組、電

3、網(wǎng)在最低負荷、風電機組出力最大的極端情況下，電網(wǎng)內(nèi)燃煤機組的最低出力加上外來電的總和應小于最低負荷。由于風電的反調(diào)峰特性，冬季夜間低負荷、大風時段，風電出力快速增加。尤其在北方，冬季70%以上的火電機組承擔供熱任務，調(diào)峰能力降低，調(diào)峰容量不足。同時，風電出力變化速度較快，火屯機組常規(guī)調(diào)峰無法跟上風電出力的快速變化，這將導致聯(lián)絡線交換功率超過允許的偏差，越過聯(lián)絡線上的功率限制。特別是在北方，冬季供熱期是電網(wǎng)調(diào)峰最困難的時期，也是風電出力較高的季節(jié)。為了保證地方供熱，網(wǎng)內(nèi)所有供熱機組不得不全部運行，加上供熱機組的最低出力已降低至火電機組出力的最低點。風電的間歇、波動特性要求電網(wǎng)必須有足夠的調(diào)

4、峰容量來平衡風電所產(chǎn)生的出力波動，但由于冬季負荷峰谷差最大，并且電力系統(tǒng)預留的調(diào)節(jié)裕度隨著供熱負荷的增加而逐步下降，這就導致整個電力系統(tǒng)沒有足夠的調(diào)峰容量來平衡大風時的風電出力，致使電網(wǎng)接納風電的能力大大降低。由于口然界的風速不斷地變化，風力發(fā)電機的出力也隨之變化。當風速大于切入風速時，風力發(fā)電機啟動掛網(wǎng)運行；當風速低于切入風速吋，風機停機并與電網(wǎng)解列。因此風力發(fā)電機出力有較大的隨機性，一天內(nèi)可能有多次起動并網(wǎng)和停機解列。在風電裝機容量較大的地區(qū)，風電功率的波動對電網(wǎng)的頻率產(chǎn)生一定的影響。（二）電壓控制難度提高風電機組發(fā)電的不確定性和不可控性使得大規(guī)模風電機組的并網(wǎng)給系統(tǒng)的電壓帶來母線電

5、壓越限、電網(wǎng)電壓波動和閃變等一系列問題。當大規(guī)模風電接入電網(wǎng)后，風電岀力的大幅波動將引起輸電通道±500kV樞紐節(jié)點的電壓波動，會對電網(wǎng)的電壓控制和安全運行產(chǎn)生影響。并且風力發(fā)電的隨機性使得中樞點電壓的波動增大，中樞點電壓的越限概率隨之變大，且影響程度與它們之間的距離有關(guān)，離風電場接入點越近，影響越明顯。（三）電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行風險增加冃前我國主要采用水電和火電機組的并網(wǎng)標準。由于風電機組為低轉(zhuǎn)速發(fā)電技術(shù)，而且根據(jù)風速不同轉(zhuǎn)速也在不斷變化，為了滿足電力系統(tǒng)頻率和電壓晶質(zhì)的要求，風電機組設(shè)計采用變頻和變流技術(shù),如果不對變流裝置進行專門設(shè)計，當電力系統(tǒng)電壓發(fā)生波動吋，風電機組就會自動脫網(wǎng)，使電

6、力供需平衡的系統(tǒng)出現(xiàn)不平衡。當風電在電力系統(tǒng)中的比重很小吋，其自動脫網(wǎng)對電力系統(tǒng)影響不大。當風電在電力系統(tǒng)屮的比重比較大時，其自動脫網(wǎng)就會對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定產(chǎn)生較大影響。例如，今年2月，發(fā)生在酒泉的一起“脫電”事故，導致附近16個風電場的598臺風電機組脫網(wǎng)，損失出力84萬千瓦，占事故前酒泉地區(qū)風電出力的54.4%。這為中國高速發(fā)展的風力發(fā)電敲響了警鐘。二、緩解風電并網(wǎng)對主屯網(wǎng)影響的對策為減少風電并網(wǎng)對主電網(wǎng)的影響，其解決對策可以從以下兒方面來探討：（-）解決風電并網(wǎng)帶來的調(diào)峰困難問題要解決調(diào)峰問題就要求加大對直調(diào)電廠低谷調(diào)峰的考核力度，進一步完善宜調(diào)電廠低谷深度調(diào)峰輔助服務的補償措施。一

7、是在風電集屮的地區(qū)加入儲能裝置，則可在頻率超過一定范圍后對風電的出力運行進行適當調(diào)整，并能充分保證風電出力在延遲一定的時間后退出運行，給系統(tǒng)的頻率調(diào)整留有充裕的時間，以保證系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。電池儲能系統(tǒng)具有0慣性時間常數(shù)的特點，BESS系統(tǒng)會完成對成組電池的控制，PWM變流器負責控制電池系統(tǒng)向電網(wǎng)注入和抽出的有功、無功功率。意味著儲能系統(tǒng)可以在瞬間以額定功率向系統(tǒng)注入或者抽出一定的能量，相比水力發(fā)電系統(tǒng)10%額定容量/分鐘和火力