大规模风力发电对电力系统的影响

大规模风力发电对电力系统的影响

刘洋

(中电投宁夏能源铝业中卫新能源有限公司)

摘要：由于当前新能源技术的广泛应用和发展，风力发电在我国当前的电力系统中发挥着举足轻重的作用。风力发电作为一种以新能源的应用为主的发电方式，在对环境保护和社会能源的可持续发展上具有长远的意义，同时也代表的了未来电力发展方向上的一大重要趋势。但是由于受到当前技术手段以及科技发展水平上的制约，在风力发电的技术上还存在一定的问题，尤其是在大规模的风力发电对电力系统的稳定性以及装置等方面的存在很多因素的影响。本文主要通过当前电力系统中大规模的风力发电对电力系统上的影响进行分析，并提出相关合理的解决方案，为我国的电力系统领域提供相关建议。

关键词：大规模；风力发电；电力系统；影响

一、导语

在当前的新能源应用领域上，利用风力发电这项技术对我国的电力系统以及社会发展，都具有积极的社会效应。由于我国当前在风力发电的技术应用上的技术日趋完善，相较传统的发电方式，利用的风力发电的经济成本较低，尤其是在大规模的发电时。同时风力作为一种新型能源，可以循环再利用，在未来的技术领域发展中蕴涵巨大潜力。该技术在西方发达国家的电力系统中已经具有成熟的经验，但在我国当前的发展尚处在一个探索阶段。本文主要从我国当前在大规模的风力发电在电力系统上的实际影响情况上作出全面的分析。

二、大规模风力发电对电力系统的影响

（一）对风力发电系统规模的影响

由于风力发电在我国当前的电力系统中普遍应用，风力发电在当前电力系统上的应用上呈逐年递增的趋势，推动我国的电网发展规模也在不断的扩大。但由于我国的风力资源分布受到了地理位置以及其他方面的因素的制约。往往在风力资源较为丰富的地区，电网的分布和规模却相对较小，在电力系统的硬件设施以及技术支持上存在很多问题。由于风力发电的源动力收到了风速等方面的影响，具有不可预知性，对电网的稳定性运行造成了一定的影响。因此，对于电网的规模和所能承受的风电功率的进行提前的预知是当前需要迫切解决的问题，通过预测掌握对发电系统规模上产生的影响。

（二）对电能质量的影响

由于风力资源的自身的不确定因素，以及发电设备运行上的特征都会对电网产生的电能质量以及电力波动的系数上产生诸多影响。造成这一影响的因素又很多方面：比如，由于在发电过程中风力系数增加，电网中的风电机组在运行过程中也会出现电压不稳定的现象。另一方面，由于风电机组中电力控制设备上的设计上不够精确，也会导致电网中产生的电流流向其他电流通道，造成电压运行的不稳定，对电能质量产生影响。

（三）对电网运行稳定性的影响

在传统的电网系统的设置中，对风力发电的接入电网的末端接入时，改变了同电网相匹配的电流功率和分布，适当的增加并不会对整体的电压产生影响。但是如果超出的范围过大，不仅会对该电网的运行产生影响，同时也会对相临近的电网的产生很大的影响，甚至会导致电压崩溃的现象出现，造成整个电网运行的不稳定。

三、改善对策

（一）严抓风力发电规模上的指标

在对发达国家在风力发电上的技术研究中发现，衡量电力系统中风力发电的规模主要受到风电穿透的功率以及风电场短路的容量两方面指标的影响。在电力系统中，当风电穿透的功率能够满足在当前的技术指标下的最大风电场容量以及电力系统的最大负荷的百分比达到10%，就代表当前的风电穿透功率是具有可行性的。所以为确保电力系统的稳定运行就要在发电的过程中严格控制着两个方面的指标系数在10%内。

（二）改善整体电网的结构，提高电网运行的稳定性

在风力发电的电力系统中，为了能够有效削弱风电场的对于电流场的冲击系数，实现对电容器组的分组计算，可以对风速以及风力变化的对电厂发电的功率上的影响进行分组计算。适当的对电容器的电压进行控制，使用静态的无功率补偿器，可以迅速的实现对电力系统的顺利调节，有效补偿电力系统中的风电功率，为电力系统的运行提供稳定的电压支持。同时，对于风电场的系统稳定运行节省电压，缓解了风电功率变化给电网系统电压产生的影响。

（三）对电力系统的保护装置进行有效调整

为了能够有效的保护电力系统确保在风力发电过程中电力网络的无故障运行，可以针对电力系统的保护装置上进行相关的调整和改善。目前在我国主要采用的方式是按照电力终端的变电站所制定的方案制定和使用相关的保护装置的设定。通过对电力网络进行科学合理的保护，来减少发电过程中出现的网络故障问题。在系统遇到故障的情况下，采取对系统的孤立保护，降低电压等形式帮助系统切断故障风电场和电力系统的连接。在系统排除故障之后，自动建立和电力系统的再次连接。有效的加强对整体电力系统的保护，提高电路运行的可靠和稳定性。

结束语

综上所述，风力发电在当前的电力系统中具有明显的优势，同时也引领着未来电力系统上的的发展方向和趋势。但就当前的电力发电在我国电力系统发电技术水平上的制约，在大规模的发电时，对电力系统的运行上还具有多方面的影响。本文将从这一影响上作为切入点，借鉴发达国家的在电力领域方面的成熟经验和技术，结合我国当前的实际情况进行全面分析，并为我国风力发电在电力系统上的应用提出相关指导性意见，为不断建设和提高我国的电力发展道路而努力。

参考文献

[1]任丽亚,张建东.风力发电对电力系统运行的影响[J].中国科技信息,2007,02:28-30.

[2]和萍,文福拴,薛禹胜,LedwichGerard.风力发电对电力系统小干扰稳定性影响述评[J].电力系统及其自动化学报,2014,01:1-

7+38.

[3]和萍.大规模风电接入对电力系统稳定性影响及控制措施研究[D].华南理工大学,2014.

[4]任磊.风力发电对电力系统稳定控制的影响研究[D].华中科技大学,2011.