考虑大规模风电接入的电力规划研究

考虑大规模风电接入的电力规划研究

杨康

(国家电投集团广西电力有限公司桂林分公司广西壮族自治区541199)

摘要：近年来，科技的发展呈现出日新月异的态势，在这样的趋势之下，人们对于电力资源的需求也在不断地增加。但是，自然资源的有限性与人来需求的无限性是相互对立的，在人们对自然资源的不断索取的情况下，自然环境进一步恶化，自然资源也在不断的减少。面对着这样的情况，人们开始寻找新的资源，这时候，可再生能源走入了人们的视线，人们开始越发重视可再生能源的开发与利用。而风力发电正是目前人们已经掌握并开始运用的可再生能源中的重要的一个部分。近年来，我国在风力发电方面投入了大量的人力、物力与财力，同时也取得了显著的成果。相对十几年前而言，如今的风力发电场已经在整个宫殿行业中占据了相当一部分的比例，为我国的电力供应做出了显著的贡献。

关键词：大规模；风电接入；电力规划

引言

由于风力发电很大程度上是取决于风力的大小，依靠自然环境进行发电，无法进行人为的控制。而就自然界而言，自然界的风力是不稳定的，因此，风力发电所产生的电力也是不稳定的，并且目前难以进行人为的控制与稳定。所以，大规模的风电接入对电网电压的稳定性具有极大的影响，使电网电压的稳定性大幅度的下降。

1风电并网电能质量问题

大规模风电接入除了引起电网电压波动、闪变和谐波等稳态问题外，还产生暂态问题，主要有电压暂升(降)、电压中断和脉冲、振荡暂态，其中引起的暂时电能质量问题主要有电压波动和电磁暂态。风电并网给电力系统带来谐波的途径主要有两种。一种是风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。风力发电系统突然启停引起的电压暂降是造成短时电压波动的主要原因。风电并网运行时，风速跳跃性变动会导致风电机组输出功率波动变化幅度大，这样流入电网则会导致电网内功率的短时失衡，造成短时电压波动。风电场引发电磁暂态问题的原因也有很多，主要是由于风电并网造成的冲击，其次是风电场遭受的雷电波也会造成电磁暂态，还有风电环节产生的谐波和短路故障等。

2考虑大规模风电接入的电力规划研究

2.1提高电压稳定性

对于风力发电对电网电压系统所造成的的影响进行了分析，由于风力发电的来源是自然界的风力，无法进行认为的操控，因此风力发电所产生的电能是极为不稳定的，这样我就造成了风力发电的大幅度波动对于电网电压稳定性和安全性的产生了巨大的影响。那么在这样的情况下，就必须采取一定的措施，来提高电网电压的安全性与稳定性。经研究，要提高电网电压的稳定性与安全性，利用二级电压控制系统进行调控是有效的措施之一。因为风力发电导致的电压大幅度波动对于电网电压系统，尤其是枢纽节点的冲击是非常大的，而此时，如果有效的对二级电压系统加以运用，就能够有效的进行调控，达到稳定电网电压的目的。除此之外，风电场的低电压穿越能力对于电网电压的稳定性也具有重要的意义，如果风险敞的电网电压出啊按月能力不足，那么在发生一定故障的时候，将会对风电场造成严重的损失。因此，有必要提高风电场风机的低电压穿越能力。

2.2风电有功功率调度模型

由于风电功率输出的预测精度随着时间间隔的增长而变差，因此传统调度模型中的两组时间尺度组合方式不适合对日常的有功功率和自动发电控制系统进行调节。可结合日常计划、滚动调度和实时调度的多时间尺度组合优化调度机制，逐级细化预测的时间节点，多级协调，逐步消除风电的低预测性，提高风电的利用率。根据燃料成本、总排放量和电网系统安全运行三个方面来评估风力发电系统的效率。结果表明，风电渗透率较低时可以促进发电系统的安全高效运行;当风电负荷增加时，储存设备和生产成本也相应增加。随着风电渗透率的增加，电力系统的安全水平呈现先增后降的趋势。基于随机安全框架和风电场的不确定性特点，也可以提出短期的电力市场清算计划。与传统测定方法相比，短期随机运行规划可以承受更大的风电渗透率，保证电力系统的安全稳定运行。

考虑电网运行需求的问题，提出了将风电场发电装置与需求响应电源结合的分析方法。传统的调度方法一直将可再生能源算作负的负荷，在模型优化过程中，对期望的负载值和可再生能源生成值进行预测分析。同时将可控发电机的输出方式调整为阶跃负载。将模型预测控制理论应用于风电调度问题，提出了一种前瞻性优化调度控制方法。该方法依据经验值对风电输出功率进行预测，对风电接入进行阶段性合理调度，与传统的以风电为负的负荷的电网调度方式相比，该方法显著降低了系统运行成本。在以风电机组风险约束和负荷安全边界约束为主的直流潮流优化调度模型中，建立以风电风险和运行成本影响为主参数的目标函数，并将模糊函数用于风电接入约束的计算中，用以考虑风电接入的不稳定性。当综合考虑风电超时调度导致的待机成本和调度不足导致的风电关机成本时，仿真结果显示，当备用成本系数增加时，风电机组的发电量趋于下降，风电成本系数的增加提高了风电的利用率。

随着人堆环境保护意识的增强，有源发电的污染物排放问题日益受到重视。在建立调度模型时，需考虑运营成本函数与污染物排放成本函数，因此，风力发电也被称为环境/经济调度。

结束语

风力发电的发展对推动我国可持续发展战略具有重要意义，而就目前而言，电网电压的稳定性还不足以承载风电的大规模推广使用。要进一步发展风电，还需要不断地改进与发展。

参考文献:

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