风电和光伏发电接入电网的电压稳定及控制策略分析

风电和光伏发电接入电网的电压稳定及控制策略分析
发布时间：2021-05-31T12:53:34.310Z 来源：《基层建设》2021年第3期作者：张宇[导读] 摘要：国家的建设和生产离不开电网系统的支持，换言之，电网系统是整个国家稳定发展的生命线，也为国家的发展奠定了坚实的基础。

中国葛洲坝集团电力有限责任公司湖北宜昌 443000摘要：国家的建设和生产离不开电网系统的支持，换言之，电网系统是整个国家稳定发展的生命线，也为国家的发展奠定了坚实的基础。

人们的生产生活也离不开电网系统的支撑，也正是因为如此，各国才会投入大量的资金、资源用于电力生产，使电网系统得以稳定运行。

近年来，为了进一步促进我国的可持续发展，相关研究部门也对电网系统的控制系数进行了优化和改造，以保证电网更加稳定的运
行。

为了降低能源消耗，保护生态环境，风力发电和光伏发电技术被广泛应用于电网系统，从而为电压稳定系统奠定了更加坚实的基础。

关键词：风力光伏发电；并网；电压稳定性；控制策略电网系统在国家的生产与建设中扮演着至关重要的角色，它不仅是国家平稳运作的基础，更与人们的生活和工作有着密切的关系。

每年国家都会投入大量的资源用于电能的生产，为了确保电网电压的稳定运作，国家相关部门在近几年的发展中，还对其中涉及到的技术手段和控制方式进行了更新变革，以此来提升电网平稳运作的水平。

为了降低对不可再生资源的浪费，提高电网电压运作的稳定性，近年来国家不断提高对风电和光伏发电的重视，同时还组建了大量的科研团队研究其运作原理，以此来找到更有效的控制措施，为国家电网系统中，电压的平稳传送提供有利条件。

1 我国风电/光伏混合发电项目并网后的光伏电压稳定性利用现状趋势分析
能源电力系统的电压稳定和电流稳定分析一般是指在不可能的情况下，能源系统电网的电压故障对于电网崩溃的稳定电压系统，系统的处理能力可以得到及时的维持或恢复，目前传统的民用电力系统电压稳定分析方法主要是电压灵敏度分析和v/pv电压曲线分析。

随着我国风能和太阳能的发展，风能/光伏混合发电已被视为发展新能源的重要突破口。

在传统光伏电网电压稳定性分析方法的基础上，国内外著名科学家对太阳能风电机组和光伏风电机组的并网电压稳定性进行了深入研究。

华北地区的大型水电风电场和光伏混合发电厂远离离散式充电管理中心，主要分布在西北和华北地区，采用弱电源连接、强启动系统的新型远程充电模式，大规模的风电和光伏混合发电系统带来了很大的供电不确定性，严重影响了系统的负载电压和稳定性。

在我国风电机组建设和发展之初，由于一些主流大型风电机组在正常运行过程中会长期占用大量的无功功率，风电场对无穷大电能设备的需求不足是导致主电网高压稳定性下降的主要原因。

此时，风电驱动系统可视为只产生一种有功接收功率并间接吸收无功功率的驱动-接收风电系统，类似于产生有功接收功率并间接吸收无功功率，因此，风力发电系统直接驱动能力的不足是影响其电压驱动稳定性的主要因素之一。

2 风电/光伏电网接入电压控制策略 2.1 调节设备的控制
为有效提高风电/光伏电网接入平稳运行水平，有必要引起相关工程团队对调节设备的重视。

无功调压装置是电力系统中最重要的设备，也是保证电力系统安全运行的关键。

无功调压装置是由无功补偿器、调压变压器、电容器组等组成的大型调节装置。

这些元件不仅是电压控制设备的重要组成部分，而且与电力系统的安全运行有着密切的关系。

在风电系统电压控制领域，相关工程团队需要重点研究双馈风力发电机组的应用，它可以根据相关调节设备的指令向电网系统提供无功功率，不仅可以有效满足电力系统的电压需求，同时也在很大程度上提高了电力系统的运行效率，有利于电压控制策略的实施。

在光伏发电方面，工程团队应重点关注太阳能逆变器的应用。

由于太阳能逆变器是决定光伏电站无功发电效率、质量和数量的关键因素，太阳能逆变器系统运行中出现的问题不仅会阻碍整个光伏发电系统的安全运行，还会降低系统电压的控制效率。

因此，有必要进行深入的分析和认识。

然而，在风力发电和光伏发电系统中，并联电容器组并没有得到很好的调节。

电容器组虽然可以在一定程度上降低经济成本，但也可以为维护工作提供便利条件。

然而，如果处理不当，电容器不能较好地达到补偿状态，也影响了并联电容器的运行。

而且，当并联电容器数量较少时，补偿容量的梯度会增大，这会对电网系统造成很大的影响，存在各种额外的经济成本。

因此，相关工程团队需要根据实际情况对电容器进行调整，特别是当风电或光伏发电的出力波动明显增大时。

这样不仅可以有效地保证电力系统的电压控制需求，而且可以促进无功补偿装置的连续调节。

2.2 电压递阶模型的控制
电压递阶模型的控制在风电和光伏发电接入电压的控制策略中也起着关键作用。

电压分层模型的控制在一定程度上与调节装置的特性密切相关，因此相关研究团队需要根据调节装置的特性对电压分层模型进行分析，制定合理的分级控制措施，落实风电和光伏发电预测数据。

从两个方面考虑了一般的电网电压分层模型。

第一层次的分析是电力系统电容器组和变压器设备。

由于电网系统在运行过程中，两台设备的运行时间都比较长，相关工作人员无法不断适应。

因此，在制定风电和光伏发电网络系统的电压控制措施时，将这两种设备作为基本的调节量作为工作人员的参考，然后控制小组根据相关电力数据的显示，对电压偏差较小的对象进行控制，以保证系统的正常运行电网的整体性能。

第二层次的分析是以风电场、光伏电站和动态调节设备为主。

因为在电力系统的日常运行过程中，这三个部分会更加体现微调装置的功能，能够对无功电压的控制起到一定的作用。

在电压传输过程中，三者之间的平滑运行可以有效地提高电压稳定性，同时对动态无功调节装置进行相应的控制，保证其无功输出的效率和质量。

如果相关工作组将一些先进的控制技术与之相结合，不仅可以为递阶模型控制提供便利条件，而且可以有效提高风电和光伏发电电网的运行水平。

2.3 电压模型求解的控制
风电和光伏发电控制电网电压模型的求解是一个非线性规划问题，对制定合理的电压控制措施有很大的帮助。

通常，相关工作组对电压模型的求解有两种方法，一种是传统的求解算法，另一种是智能求解算法。

虽然传统的求解算法有着广泛的应用，包括线性规划和非线性规划，但它也可以处理相应的电压模型。

但传统的方法精度较低，计算过程耗时长，局限于某些电压模型的求解。

然而，智能算法能够有效地避免这些问题，并且具有明显的精度和高效性，这是近年来常用于求解风电和光伏发电系统电压模型的方法。

所以重视智能算法的研究，有利于电压控制策略的制定。

3 结束语
综上所述，为了保证电网系统的稳定运行，风力发电和光伏发电才能真正发挥作用和价值，有必要深入了解电网系统与光伏发电和风力发电之间的联系，然后结合实际运行情况提出合理的措施，将数据和各种信息结合起来，才能保证电网系统的稳定运行。

但在不同地区，光伏和风电电网往往受到其他因素的影响，导致相关技术手段无法有效运用，从而影响电压运行的稳定性，根据各地区的环境特点和技术水平，我们应该选择正确的电网建设模式，加强员工对清洁能源的认识和认识，为电网电压的稳定运行打下良好的基础。

参考文献：
[1]刘罡.大规模风电/光伏发电集群接入后的电压稳定机理研究[D].西安科技大学，2017.
[2]何振民.风电／光伏发电接入电网的电压稳定及控制策略研究[D].华北电力大学，2016.
[3]王继东，张小静，杜旭浩，李国栋.光伏发电与风力发电的并网技术标准[J].电力自动化设备，2011，31（11）：1-7.。