风电大规模并网对电网的影响
浅析风电场并网对电力系统的影响
场容量过大 的话 , 电流冲击会 直接 影响到电网正常运转 , 如果 电
场容量过小 的话 , 则不会 对电网的正常运转产生影响。当然 , 异 步发 电机 的冲击 电流与 电网电压 、滑差率 以及暂态 电抗等有着
电能的质量不仅仅包括波形质量 、 频率质量 而且 还包括 电 压质量 ,风电场并网对于电能的质量影响主要是来 自于对于这
运 营过程 中, 风电场有关管理人 员会采用软启动的方式 , 对 风电 场进行控制 .其 目的必然是为 了进一步减少 风电场对 于电力系 统 的冲击 。但是 , 正是 因为采用 这种软启 动的方式 , 加上 软启 动
中包含着其他 电力 电子设备 , 使得风 电场 电力设备 出现谐波 , 影
响电力 系统 的稳定性 第二 , 在实际的风 电场并网运行过程 中,
以保证风 电场容量 的调频力度 , 从而做好 电力系统功率 的平衡 。
但是 ,需要注意 的是 .正是 由于我 国电力 系统 电源构成 的复杂 性, 使 得快速调频机组要 么成本过高 , 要 么机组匮乏 , 这些 问题 不仅需要 资金还需要技术的支持。因此 , 如何 降低风 电场并 网对 电压稳定性 的影 响, 是今后变 电场研究的重要方 向。
目前来看 , 在 实际的风电场建设 中采用最多 的是异 步发 电 机, 异步发 电机 与同步发 电机不 同, 它没 有独立 的励磁 装置 , 因 此要想建立磁场 , 就必须要 从电网中吸取 。 有关人员如果将风 电
机并 入电网 , 就 会直接产生 电流 , 这个 电流就是一 种冲击 电流 , 这种 冲击 电流是会 随着风 电场容量 的变化而变化 的,如果风 电
风 电本 身无 疑具有 良好的生态 效益 , 属 于清洁能 源 , 利于
海上风电场并网的影响及对策
海上风电场并网的影响及对策海上风电出力随机性强,间歇性明显,机组本身的运行特性和风资源的不确定性,使得风电机组不具备常规火电机组的功率调节能力。
因此,海上风电场并网会对电网的运行产生一定的影响,本章将从研究风电机组的电气特性出发,详细阐述风电出力的特点,进而指出风电场并网对电网的影响,最后给出相应的解决措施。
3.1 海上风电场并网的影响针对风速的随机性、间歇性导致海上风电功率的不确定性大,以及风电机组本身的运行特性使风电场输出功率具有波动性强的特点,需要从系统电压、频率以及系统的稳定性等方面研究海上风电场出力的特点和海上风电场并网对电网的影响,以提出相应的对策和解决措施。
3.1.1 风电出力的特点(1)风电出力随机性强,间歇性明显。
风电出力波动幅度大,波动频率也无规律性,在极端情况下,风电出力可能在0~100%范围内变化。
风电出力有时与电网负荷呈现明显的反调节特性。
风电场一般日有功出力曲线如图3-1所示。
图3-1 风电场一般日有功出力曲线可见,风电功率出力的高峰时段与电力系统日负荷特性的高峰时段(8:00—11:00,18:00—22:00)并不相关,体现了较为明显的反调峰特性。
一些地区全年出现反调峰的天数可占全年天数的1/3~1/2。
反调峰的现象导致风电并入后的等效负荷峰谷差变大,恶化了电力系统负荷变化特性。
(2)风电年利用小时数偏低。
国家能源局发布数据显示,2014年年底全国并网风电装机容量9581万kW,设备平均利用小时1905h。
其中,海上风电约38.9万kW,设备平均利用小时略高,可达到2500h左右。
(3)风电功率调节能力差。
风电机组在采用不弃风方式下,只能提供系统故障状况下的有限功率调节。
风电机组本身的运行特性和风资源的不确定性,使得其不具备常规火电机组的功率调节能力。
3.1.2 对电网的影响风电等可再生能源接入系统主要有以下问题:(1)通常风能资源丰富地区距离负荷中心较远,大规模的风电无法就地消纳,需要通过输电网输送到负荷中心。
风电并网对电力系统电压稳定性的影响
风电并网对电力系统电压稳定性的影响摘要:近年来随着人们对电能需求的不断增加,为了满足人们的需求,电力企业不断寻求新的供电方式,风力发电作为一种清洁、环保的发电方式,受到了社会各界的关注。
然而,风力发电本身具有随机性和间歇性,这将严重影响电力系统的原有稳定性。
因此,在风电并网过程中,有必要加强对各个方案的评估,以实现电力系统的稳定。
关键词:风电并网;电力系统;稳定性引言能源是国民经济发展的重要基础,是人类社会进步的必要物质保障。
随着经济的发展,能源与国民经济的矛盾日益加深。
而这种矛盾的刺激使我国开始重视能源的发展。
风力发电作为一种新兴产业,既能满足社会用电需求,又能有效减少环境污染。
1风电并网的概述风力发电机组采用异步发电机技术,其静态特性和暂态特性各有特点。
风电场对电网的干预将对区域电网的电压产生一定的影响。
原来,区域电网是根据本地区的使用和生产条件作出的具体调整,具有一定的稳定性。
风电的引入将导致风电自身格局的破坏,这将对风电的稳定性产生一定的影响。
这种影响对电网运行有一定的不利影响,需要在实践中加以研究,并采取一定的措施加以避免。
风电并网是风电发展到一定程度的必然途径,可以有效节约电网供电系统的成本,从而最大限度地利用资源。
然而,在风电网络中,会出现两种不同属性的供电方式,这两种供电方式会产生一定的影响,使其不稳定。
2风电场的电压特性2.1有功出力变化对电压的影响风电机组的输出功率通过0.69/35kv升压变压器、集电架空线和进线电缆送至330kV升压站低压侧。
该段线路短路容量小,电压等级低,等效阻抗电阻参数较大,不可忽视。
因此,有功功率对线路电压降的影响是明显的,有功功率输出越大,影响越严重。
为了提高风力机的发电效率,大多数风力机都配备了变桨距功能,以充分利用风能资源。
风电机组有功功率输出随风速的变化会引起风电场电网的电压波动。
风力发电机组控制系统的控制算法、参数设置和塔影效应都会引起有功功率输出的周期性变化。
风力发电并网对电力系统安全的影响及应对措施
苏 格 兰 的一 栋 别 墅 中 安 装 。 用 于房间照 明。1 8 8 8年 . 美 国 建
筑 师 查 理斯 主 持 设 计 和 建 设 一 个 风 机 转 子 达 1 7 米 的 大 型 风
用 电的高峰时刻 . 电 网经 常 超 负 荷 运 行 , 为 了 维 持 电 网 稳 定
需 要 投 入 正 常 运 行 以外 的备 用 发 电机 组 . 这 些 备 用 的发 电机
运 营 指 南
詈 ■ — 一蕾 皇
风 力发 电并 网对 电力系统安全的影响及应对措施
李 建 军
风 力发 电研 究 的意义 和发 展情 况
— — — ・- 1风 能 的 发 电 原理
.
风 能是 一 种 非 常 清 洁 的新 能 源 . 并 且 在 全 球 的蕴 藏 量 巨 大, 据 估 计 全 球 可 以利 用 的 风 能 约 为 2百 万 兆 瓦 . 大 约 是 全 球 每年 燃 烧 的煤 炭 能 量 的 3倍 多 。 德 国和 丹麦 的风 力 发 电量 分 别 占本 国 电力 需 求 的 4 %和 5 % ,我 国 8 0 %的发 电量 靠 煤 .
要 的影 响 。
我国2 0世 纪 8 O年 代 才 开 始 接 触 有 关 风 电方 面 的 技 术
由于风电的技术要求高 . 我 国并未大规 模发展风 电 . 当 时 很
( 2 ) 采 取 的措 施 。 在 全 国范 围 内增 加 用 于 调 峰 的 正 向 、 负
向 旋转 备用 容量 这 种 方 法 最 直 接但 是 会 大 幅 度 增 加 电 网的
风 力 发 电量 及 技 术 与 欧美 发达 国家 还 有 很 大 差 距 大力 发 展
。 太 阳 的热 辐 射 不 均 匀 会
风力发电并网对电网的影响概述
风力发电并网对电网的影响概述摘要:风能作为一种清洁能源,越来越受到各个国家的重视。
世界范围内风电装机容量一直在增加。
随着装机容量的增加,风力发电对电网的影响也越来越明显。
介绍风力发电的并网条件及并网特点,不同风力发电机与电网的并入方式;介绍风电并入电网对电网的影响和我国的电网结构及内蒙古地区电网的大概结构。
关键词:风力发电并网风电场中图分类号:tm614 文献标识码:a 文章编号:1007-3973(2013)002-076-021 风力发电概述1.1 风力发电形式风力发电有两种:一是离网发电;二是并网发电。
目前中国的风力发电还处于试点阶段,并网发电的技术不够成熟。
比较成熟的是北欧和美国。
并网并不是一件很简单的事情,能够并网的电流具备正弦波交流50hz,另外还有电压和功率等。
风机的离网应用有多种多样,主要可以分为以下几类:(1)为蓄电池充电:这种应用大多是指单一家庭住宅使用的小型风力发电机。
(2)为边缘地区提供可靠的电力,包括小型和无人值守的风力机。
风力发电机通常与蓄电池相连,而且也可以与光电池或柴油发电机等其他电源联机,为海上导航和远距离通信设备供电。
(3)给水加热:这种系统多用于私人住宅。
典型的用法是将风力发电机直接与浸没式加热器或电辐射加热器相连。
(4)边远地区的其他使用:包括为乡村供电、为小型电网系统供电,以及为商业性冷藏系统和海水淡化设备供电。
在离网风力发电系统的应用中,占主导地位的是利用风力发电机为蓄电池充电。
这类风力发电机的转子直径通常小于5m,而且其额定功率低于1000w。
独立的风电系统主要建造在电网不易到达的边远地区。
1.2 风力发电的特点风力发电与火力发电相比,有其自身的缺点和优点,主要有:(1)装机规模灵活,可根据资金情况而决定一次装机的规模。
(2)它是一种不污染环境,也不消耗资源的清洁能源,所需的动力只是自然界中的风。
(3)投入资金少,有一台风力机的资金就可以安装一台,投产一台。
风力发电对电网运行的影响及对策
风力发电对电网运行的影响及对策近年来,随着全球化石油能源的日益匮乏,加上日本地震带来的核电警示,加快包括风电在内的安全性清洁能源产业的发展已成为大势所趋。
大规模的风力发电需实现并网运行,国外风电大国虽然对风力发电和电网运行积累了一些经验,但由于我国电网结构的特殊性,风力发电和电网运行如何协调发展已成为风电场规划设计和运行中不可回避的最重要课题。
一、我国风力发电对电网运行的影响我国风力资源的富集地区,电网均比较薄弱,风力发电对电网运行的影响主要体现在电网调度、电能质量和电网安全稳定性等方面。
1.1对电网调度的影响风能资源丰富的地区人口稀少、负荷量小、电网结构薄弱等特点,风电功率的输入必然要改变电网的潮流分布,对局部电网的节点电压也将产生较大的影响。
风能本身是不可控的能源,它是否处于发电状态和所发电量基本取决于风速状况,而风速的不稳定性和间歇性决定了风电机组发电量具有较大的波动性和间歇性,并网后的风电场相当于电网的随机扰动源,具有反调节特性,需要电网侧预留出更多的备用电源和调峰容量,由于风力发电的不稳定性,增加了风力发电调度的难度。
1.2对电能质量的影响风电机组输出功率的波动性,使风电机组在运行过程中受湍流效应、尾流效应和塔影效应的影响,造成电压偏差、波动、闪变、谐波和周期性电压脉动等现象,尤其是电压波动和闪变对电网电能质量影响严重。
风力发电机中的异步电动机没有独立的励磁装置,并网前本身无电压,在并网时要伴随高于额定电流5~6倍的冲击电流,导致电网电压大幅度下跌。
在变速风电机组中大量使用的电力电子变频设备会产生谐波和间谐波,谐波和间谐波的出现,会导致电压波形发生畸变。
1.3对电网安全稳定性的影响电网在最初设计和规划时,没考虑到风电机组接入电网末端会改变配电网功率单向流动从而使潮流流向和分布发生改变的特点,造成风电场附近的电网电压超出安全范围,甚至导致电压崩溃。
大规模的风力发电电量注入电网,必将影响电网暂态稳定性和频率稳定性。
浅析大容量风电并入电网对电力系统的影响
1 风 电 场 接 入 对 电 力 系 统 的 影 响
对 于 大 同电 网而 言 ,其 已经 形成 了 5 0k 电源 支撑 , 2 V 0 V 2 0k
定性 ,非 常 有可 能在送 电的 高峰 时段 给局 部 的 电网造 成输 电方面
的 阻塞 。
多环 网 , 目通 过 5 0k 的线路 和 山西 电 网及 京津 塘 电 网联 网 。 并 0 V 其 存在 的 问题主 要包 括 : () 1 电源 的结 构 性矛 盾 较 为突 出, 电类型 较 为 单 一 , 火 电 发 以
113 对 电网潮 流方 面 的影 响 ..
平衡 、 于 电压 稳 定性 的 影 响 、 电 网潮 流 方面 的 影 响 、 电 网调 对 对 对 度方 面 的影 响等方 面 。本文 对大 同电 网接入 大容 量 风 电的应 对 措 施进 行 了阐述 , 要体现 在 对风 机设 备 方面 的选 型加 以重 视 、 容 主 大 量风 电场和 抽 水 蓄能 电站进 行联 合 运行 、应 该超 前 考虑 风 电 的大 规模 接入 等方 面 。
誊 气 程 动 Dninc nyZogu 电 工 与自 化◆ iqogh guinh a g e d a
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浅析 大容量风 电并入 电网对 电力系统 的影 响
关 国 英
( 西省大同市供电公司 , 山 山西 人 同 0 7 0 ) 3 0 8
() 3 电网 的规模 在 不 断扩 大 , 同时 网络 的结 ห้องสมุดไป่ตู้ 也 日益 复 杂 , 电 电功率 的相关 变化进 行追 踪 ,不能够 对 发电计 划作 出相应 的 调整 , 网出现 故障 的相 关概 率 也在不 断 增加 ,大规 模 的风 电接 入 对 于大 那 么系 统的动 态稳 定性 以及 电能质 量会 受到非 常显著 的影 响。 同电 网而言 , 其的运 行 调度 也是 一个 全 新 的挑 战 。 对
大规模风电并入电网对电力系统的影响
大规模风电并入电网对电力系统的影响摘要:风力发电是可再生能源发电形式中技术最成熟、最具开发规模和商业化发展前景的,然而风电场的出力不可控,为配合风电场出力的频繁波动,需要其他常规发电厂出力及系统备用的频繁改变。
随着新能源风电总装机容量的增加,这些问题将会严重影响电力系统的安全性、可靠性、经济性等指标。
分析风电并入电网后对电力系统的影响对于新能源应用水平的提高和我国电力事业的发展都有着积极的意义。
针对于此本文就大规模风电并入电网对电力系统的具体影响进行了分析。
关键词:风力发电;电力系统;电能质量随着风力发电技术的快速发展和国家在政策上对可再生能源发电的重视,我国风力发电建设已进入了快速发展的时期。
我国风资源较丰富,但适合大规模开发风电的地区一般都处于电网末端,由于此处电网网架结构较薄弱,因此大规模风电接入电网后可能会出现电网电压水平下降、线路传输功率超出热极限、系统短路容量增加和系统暂态稳定性改变等一系列问题。
一、风电对电力系统电压的影响电压稳定问题取决于风电场及接入电网的无功特性。
由于一般风能资源丰富地区距离负荷中心较远,大规模的风力发电是无法就地消纳的,需要通过输电网远距离输送到负荷中心。
在风电场的风电出力较高时,大量风电功率的远距离输送往往会造成线路压降过大,风电场的无功需求及电网线路的无功损耗增大,电网的无功不足,局部电网的电压稳定性受到影响、稳定裕度降低。
随着接入风电容量的增大。
风电场从系统中吸收的无功功率逐渐增大,如果系统不能提供充足的无功,网内相关节点电压会逐渐降低。
电网的电压稳定极限限制了风电场最大的装机容量,在电网规划没有与风电规划协调时,往往电网接纳风电的能力不能适应风电规划的发展,接入的风电场容量受到电网自身条件的限制。
通过采用一定的无功补偿手段,可以增加电网的电压稳定裕度,提高风电场的最大装机容量。
如果在风电场中安装一定容量的无功补偿装置(如并联电容器组)来提高风电场并网点的电压水平,能够改善风电接人地区的电压水平,提高电压稳定裕度,增加风电场的最大装机容量。
浅谈大规模风电接入对电网的影响
…
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…
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…
一
皇王研霾一 -
式有 利 于 风 电就 地 消纳 ,对地 区 电网 安全 稳定运 行起 到一定得 积极 作用 。 3 . 3 . 2 稳定性 风 资 源 最 大 的特 点 就 是 风 速 的 大 小 和方 向的 随机 性 ,风 速 的 大小 受 到 高度 、 障碍 物 、地 形 、地貌 等 影 响 。风 功 率密 度 不但 与 风速 大 小 有关 ,而 且和 空 气密 度 有 关 , 同 时 由 于 风 电机 组 在 野 外 运 行 , 因 此 受到气 温、 雨雪等气 象条件 的影响 。 4 . 大 规模风 电并 网指导 性原则 4 . 1风 电场 有功 功率控 制 风 电 场 具 有 功 功 率 调 节 能 力 , 并 能 根据 电网调 度 部 门指 令 控 制其 有 功功 率 输 出 。为 了实 现 对 风 电场 有 功功 率 的控 制 , 风 电场 需安 装 有 功功 率控 制 系 统 ,能 够 接 收并 自动执 行 调 度部 门远 方发 送 的有 功 出 力 控 制 信号 ,确保 风 电场 最 大 输 出功 率 及 功 率 变 化 率 不 超 过 电 网 调 度 部 门的 给 定 值 。有 功功 率变 化 包 括 i m i n 有 功 功率 变 化 和l O m i n 有 功功 率变 化 ,风 电场 有功 功率 变 化 限值 的推 荐值 可参照 表 l 。 4 . 2 风 电场 无功功 率控制 风 电场 的无 功 电源包 括 风 电机 组 及风 电场无 功 补 偿装 置 。风 电场 首 先 充分 利用 风 电机 组的 无 功 容量 及 其调 节 能 力 ,仅靠 风 电机 组 的无 功容 量 不 能满 足 系 统 电压 调 节 需要 的 ,应在 风 电场集 中加装 适 当 容量 的 无 功补 偿 装置 ,无 功补 偿 装 置应 具 有 自 动 电压调节 能力 。 风 电场 的 无 功 容 量 应 按 照 分 ( 电压 ) 层 和分 区域 基本 平 衡 的原 则 进 行配 置 和运 行 , 并应 具 有 一定 的 检修 备 用 。对 于 直接 接 入 公共 电网 的风 电场 ,其 配置 的容 性无 功 容量 除 能 够补 偿 并 网 点 以下风 电场 汇集 系 统及 主 变 压器 的感 性无 功 损耗 外 ,还要 能 够 补 偿 风 电 场 满 发 时 送 出线 路 一 半 的 ( 上 接第 6 5 页) 似 ,反 转限 位 后s 2 动 作 ,R 1 作为直 流负 载 。 2 . 3调 谐流程 根 据 运 行 图使 用 频率 ,先用 人 工 的方
《2024年内蒙古电网大规模风电入网的运行分析及调度方案设计》范文
《内蒙古电网大规模风电入网的运行分析及调度方案设计》篇一一、引言随着全球能源结构的转型和可再生能源的快速发展,风能作为清洁、可再生的能源,在我国特别是内蒙古地区得到了广泛的开发与应用。
然而,大规模风电并网给电网的运行带来了新的挑战。
本文旨在分析内蒙古电网大规模风电入网后的运行情况,并设计相应的调度方案,以保障电网的安全稳定运行。
二、内蒙古电网大规模风电入网现状分析1. 风电发展概况内蒙古地区风能资源丰富,风电装机容量持续增长,已成为电网的重要组成部分。
然而,风电的间歇性和波动性给电网的稳定运行带来了挑战。
2. 电网运行现状随着风电并网规模的扩大,内蒙古电网的负荷特性发生了显著变化。
传统的调度方式已难以满足大规模风电并网的需求。
三、运行分析1. 风电并网对电网的影响(1)对电压稳定性的影响:大规模风电并网可能导致电网电压波动,影响供电质量。
(2)对调度策略的影响:传统的调度策略需根据风电的出力特性进行调整,以适应其间歇性和波动性。
(3)对备用容量的影响:需考虑风电的不可预测性,增加备用容量以应对突发情况。
2. 电网应对策略(1)加强电网建设:提高电网的输电能力和稳定性,以适应大规模风电并网的需求。
(2)优化调度策略:根据风电的出力特性,制定合理的调度计划,确保电网的安全稳定运行。
(3)发展储能技术:通过储能技术平滑风电的波动性,提高供电质量。
四、调度方案设计1. 设计原则(1)安全性:确保电网的安全稳定运行。
(2)经济性:合理利用资源,降低运行成本。
(3)可持续性:考虑环境保护和长远发展。
2. 调度方案内容(1)建立风电功率预测系统:通过收集历史数据和实时气象信息,预测风电的出力情况,为调度提供依据。
(2)制定灵活的调度计划:根据风电的出力情况和电网的负荷需求,制定灵活的调度计划,确保电网的供需平衡。
(3)优化备用容量配置:根据风电的不可预测性,合理配置备用容量,以应对突发情况。
(4)加强电网监控与预警:通过实时监控电网的运行情况,及时发现潜在的风险并采取相应的预警措施。
大规模风电并网电力系统运行风险评估与分析
2、优化电力系统运行策略,合理安排调度计划。例如,加强电力系统的调 度管理,优化调度计划,确保电力系统的稳定运行。
3、建立安全保障体系,防范大规模风电并网带来的安全风险。例如,加强 电网基础设施建设,提高电网的安全保障水平。
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二、风险评估方法
针对上述风险因素,可以采取定性和定量相结合的方法进行评估。具体包括:
1、概率-影响图法:通过建立风电并网系统运行故障的概率模型和影响模型, 对各种潜在风险进行概率-影响图分析,以全面了解各种风险的性质和程度。
2、模拟仿真法:通过电力系统的模拟仿真软件,对不同的风速、负荷和故 障条件进行模拟,以观察和分析风电并网系统在这些情况下的响应和表现。
4、创新调度与控制策略:研究新的调度与控制策略,实现风电与其他能源 供应的协调与优化,降低系统运行风险。例如,可以采用先进的预测技术,对风 电的输出功率进行精准预测,以便更好地进行调度和控制。
5、完善政策法规:政府应进一步制定和完善相关政策法规,从政策层面引 导和支持风电并网系统的发展,降低其运行风险。例如,可以制定更加严格的能 效标准和安全标准,以提高系统的整体性能和安全性。
3、灵活性评估:可以通过测量电力系统的响应速度和调整能力来评估其灵 活性。如果响应速度和调整能力较强,则可以认为电力系统的灵活性较高。
三、提高大规模风电并网的电力 系统运行灵活性的措施
为了解决大规模风电并网带来的运行灵活性问题,我们可以采取以下措施:
1、增加储能设备:储能设备可以在风能发电量突然增加或减少时,为电力 系统提供额外的能源储备,从而提高其稳定性。
1、提高并网技术
研究和推广高电压等级的风电并网技术,以提高电力系统的稳定性。
开发和利用先进的控制系统和仿真技术,优化风电并网的过程,降低其对电 力系统的影响。
风电并网对电网电压的影响及对策
风电并网对电网电压的影响及对策当前,伴随着风电产业的快速发展,在政府和电力企业的共同努力下,风力发电取得了显著的进展。
然而,由于风力发电具有不确定性和不可控性,大规模风电并网将会对电网的电能质量和电力系统的安全性等很多方面造成负面影响,其中,电网电压稳定性的问题是最棘手和最困难的问题之一。
因此,研究风电并网对电网电压影响对于大规模风电并网具有很重要的意义。
基于此,本文就风电并网对电网电压的影响及对策进行简要的分析。
标签:风电并网;电网电压;影响;对策1 风电并网对电网电压稳定性的影响1.1 不同风机的影响当前的风力涡轮机大多数都是恒定速度和频率的感应发电机(IG)或者变速恒频的双馈异步发电机(DFIG)。
因为不同的风力涡轮机有不同的无功特性,所以对系统电压的稳定性也不同。
1.2 不同的控制模型的影响对于双馈式异步风电机组有两个控制模型,一个是恒功率因数控制模型,另外一个是恒压控制模型。
在恒功率因数控制模型中,双馈式异步风电机组的功率因数通常被控制为1,那是因为双馈式异步风电机组不与系统交换无功功率。
相对于恒功率因数的控制模型,因为恒压控制模型的目标是发电机的端电压,所以在恒压控制模型中双馈式异步风电机组输出功率的改变将对系统造成更小的电压波动。
1.3 不同的FACTS的影响在柔性交流输电系统的大家庭中,静止同步补偿器(STATCOM)和静止无功补偿器(SVC)是FACTS中最流行的设备。
然而,与SVC比较而言,STATCOM 有更快的响应速度,更好的稳定性,更宽的操作范围和更多的连续无功输出等优点。
此外,对于稳态无功供应,STATCOM与SVC相比较而言支持更高的负载。
2 改善风电并网后电网电压稳定性的措施2.1 在风电送出线路上安装串联补偿设备影响电压稳定性的主要因素包括输电线路上串联的感性电抗。
为了提高电网电压的稳定性,可以减少输电网络中各元件的电抗,从而增加了故障后的传输功率。
为了达成上述目标,最简单的方法就是减少输电线路的电抗,额定电压的大小、线路结构以及并行回路数决定着这个电抗的大小。
风力发电并网对电网的影响
需 求 与 传 统 化 石 能 源 对 环 境 污 染 的 矛 盾 越 来 越 突 出 , 展 新 的 清 洁 可 再 生 能 源 成 为 解 决 矛 盾 的 有 效 发 方 法 . 目前 许 多 新 能 源 的 开 发 利 用 中 , 力 发 电 凭 在 风
的风能利 用 , 主要 就是指风 力发 电 , 能量转换 装置 其
由 风 力 机 ( 括 风 轮 和 传 动 系 统 ) 风 力 发 电 机 两 包 和 大 部 分 组 成 ” . 的 工 作 过 程 如 图 1所 示 . 它
借其技 术的优势 和单机 容量 的高速增长使 得风能成
为 目前 世 界 上 增 长 速 度 最 快 最 具 有 竞 争 力 的 可 利 用 新 能源 .
我 国的风能发 电利用 在 2 0世 纪 8 0年代开 始发
展 , 期 大 多 是 独 立 运 行 的 户 用 百 瓦 级 风 力 发 电 机 初
组, 安装在 边远 、 立 无 电地 区供 农牧 民使用 . 年 孤 近
图 1 风 力发 电的 工 作过 程 图
来, 随着《 可再 生能 源法》 国家一 系列 优 惠政策 的 和
文 章 编 号 :0 2—5 3 2 1 0 10 6 4( 0 0) 6—0 9 0 4—0 4
风 力发 电并 网对 电 网 的 影 响
朱 雪 凌 ,刘林 飞 ,周伦 燕
(. 1 华北 水 利 水 电 学院 , 南 郑 州 4 0 1 ; . 柏 县 电业 局 , 南 桐 柏 4 4 5 ) 河 50 1 2 桐 河 7 70
全 国发 电 总 装 机 容 量 的 1 1 . 际 吊 装 容 量 为 .% 实 1 1 W . 国 可 再 生 能 源 学 会 风风 轮输 出的功率 ; 为风 轮 的功 率 系数 ; C
风电并网对电网影响因素分析及解决措施
风电并网对电网影响因素分析及解决措施摘要:随着科技的不断发展,风电技术日臻成熟,智能电网建设的普及度显著提升,未来风电技术将会在电网中承担更重要的角色。
风力电场的不断推广及对电力网络的逐步渗透,对现代电力系统产生了显著影响。
由此可见,对风电并网的影响和相关策略研究具备现实意义。
关键词:风电并网;电压;影响1.风力发电发展概况在风力发电技术不断完善和成熟的前提下,风电并网成为了发展的重要趋势,而随着风电场在电力系统的作用不断提升,与并网后系统稳定性、电压波动和闪变、谐波等相关的研究不断增多。
风电并网的自然属性较强,相比于其他常规类型的电源并网有很大的差异性,尤其是大型风电场并入电力系统后,对电力系统的正常运转而言是一个重大挑战,高水平风电背景下,原有电力系统的运作方式也将受到挑战。
近些年来,随着变速恒频风力发电技术的不断发展和成熟,风力发电技术逐步取代了传统发电技术成为了主流。
现阶段,世界范围内对风电并网技术的关注度显著提升,主要表现在以下几个方面:系统应用方面的风电功率预测,风电波动性对系统工作的影响,风电应用后的电能质量问题,风电动态运作的特性问题,风电无功电压和参与电网的电压控制问题等。
2.风电并网对电网的影响因素2.1对电网频率的影响风速是一项不可控的因素,而风速的不稳定性也决定了风力的随机性。
风电并网后可能会出现电源稳定性差的问题,并网后可能出现的问题也是难以预测的,需要提前对相关问题做好防范。
系统中的风电容量处于较大比重时,如果出现了功率的随机性波动,将会对系统电量和功率的稳定性产生影响,不利于电力资源的质量控制,甚至导致敏感符合单元的非正常运转。
因此,风电并网后,电网的其他常规机组必须保持较高的响应能力,及时进行跟进调节,防止出现频率和电量的较大波动。
风电并网具备很大的不稳定性,一旦出现了停风或风速过大等突发情况,将会导致电网的频率不稳定,尤其是电网中的风电比重较高时,会威胁系统的输出稳定性。
大规模风电并网对电力系统的影响及应对措施
( 1 .G a n s u E l e c t r i c P o w e r E c o n o m y T e c h n o l o g y R e s e a r c h I n s t i t u t e , L a n z h o u G a n s u 7 3 0 0 5 0 , C h i n a ;
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新能源发电控制技
T h e Ne w E n e r g y P o we r Co n t r o 1 T e c h n o l o g
大 规 模 风 电并 网对 电力 系统 的影 响及 应对 措 施
田云飞 ,张立涛 ,徐吴 亮 ( 1 . 甘肃省 电力公 司电力经济技术研究院 , 甘肃 摘 兰州 7 3 0 0 5 0; 2 .甘肃省电力设计 院, 甘肃 兰州 7 3 0 0 5 0 )
2 .G a su n E l e c t r i c P o w e r D e s i g n I st n i t u t e , L a n z h o u G a su n 7 3 0 0 5 0 ,C h i n a )
Ab s t r a c t :A l o n g w i t h t h e i n c r e a s i n g p r o p o r t i o n o f wi n d p o w e r c a p a c i t y i n t h e g r i d,t h e i mp a c t s o f l a r g e — s c a l e g r i d — c o n n e c t e d w i n d p o w e r o n t h e
风力发电并网对电网的影响概述
机 容量的增加 , 风 力发 电对 电网的影响也越来越明显。介绍风 力发 电的并网条件及并 网特点, 不同风力发电机 与电 网的并入方 式; 介 绍风 电并入电网对 电网的影响和我 国的电网结构及 内蒙古地 区电 网的大概结构。
关键词: 风 力 发 电 并 网 风 电场 中 图 分 类号 : T M6 1 4 文 献标 识 码 : A 文 章编 号 : 1 0 0 7 . 3 9 7 3 ( 2 0 1 3 ) 0 0 2 . 0 7 6 . 0 2
设备供 电。
2 不同类型风力发电机组 的并网方式 在风 力发 电上应用 到同步发 电机有两种机 械联结方式 :
( 1 ) 取 消变 速 齿 轮箱 , 把 风轮 轴 与 发 电机 直 联 , 并且 把 发 电机 做
( 3 ) 给水加热: 这种 系统 多用于私人住宅 。典型的用法是 将风力发 电机直接与浸 没式现方式做保护处理对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑并不能对任何下载内容负责
风力发 电并 网对 电网的影响概述
口 吴 疆 江 兴 胡媛媛
0 7 1 0 0 3 ) ( 华北电力大学( 保定 ) 机械工程 系 河北 ・ 保定
摘
要: 风能作为一种 清洁能源 , 越来越受到各个 国家 的重视 。世界范围 内风 电装机容量一直在增加。随着装
国 的 风 力 发 电 还 处于 试 点 阶 段 , 并 网 发 电 的技 术 不 够成 熟 。 比 且 其 额 定 功 率低 于 1 0 0 0 w。独 立 的 风 电系 统 主要 建 造 在 电 网
较成熟的是北欧和美 国。并 网并不是一件很简单的事情 ,能 不易到达的边远地区 。 够并网的电流具备正弦波交流 5 0 H Z, 另外还有电压和功率等 。 1 . 2 风 力发 电 的特 点 风机的离网应用有 多种多样, 主要可 以分 为以下几类 :
大型风电场并网对电网的影响分析
( 4)风 电的穿透功率 水平 。风电的穿透功 率水平是指 并入 电网
的风 电容量 占整个 电网负荷总容量的比值。风 电穿透功率水平大 ,则 常规发 电机组容量相应减少 ,而带普通感应发 电机的风力发 电机组对 电压无控制能力 ,进而会削弱系统的电压 稳定性 。 ( ) 功补偿 。风 力发电机机端一般 都配有无功 补偿设备如补 5 无 偿 电容器 ,电容器投切过程 中势必会 引起 电压 的跳变 ,当电网电压 水 平很低时 ,电容器发 出的无功功率反而 减少 ,风 电场对 电网的无功 净 需求增加 ,进一步恶化 了电压 水平 ,易造成 电压 崩溃。因此 ,无功补 偿是 影响 电压稳定 的一个直接因素 。
当电力系统 遇到扰 动时 , 往会造 成电压 降低 ,并可能导致不具 往 备低电压穿越能 力的风电机组故障下跳机。同时 ,部分具备低 电压穿 越 能 力的风 电机 组在穿 越过程 中有功功 率降低 ,也会 影响到 系统频 率。风电场的接入对系统频率的影响取决于风 电场容量 占系统总容量 的比例 ,当风电场容量在系统 中所 占的比例较大时 ,其输 出功率 的随 机波动性对 电网频率的影响会 比较显著 。
确的动作 。 24 风 电接 入 对 电 能质 量 的影 响 随着越来越 多的风 电机组并 网运行 ,风 力发 电对 电网电能质 量的 影 响引起 了广泛关注 。风资源 的不确定性和风 电机组本 身的运 行特性
地方薄 弱电网相联结 ;含异步发电机的风力发 电机组运行时向系统输 送有功功 率 , 吸取无功功率 。
不再经过双向晶闸管 ,而是通过 已闭合的 自动开关直接流入电网 。 大 型风 电场并 网运行 多具有 以下特 点 :输入 风能 的变化有 随机 性 ;大 多风 电场距离 电力主系统和 负荷中心较远 ,所以一般风 电场与
风力发电对电网的影响
风力发电对电网的影响:1、对电能质量影响:由于风能的随机性以及并网风组的运行特性,将影响电网的电能质量,主要表现为:电压波动,电压闪变,电压跌了及谐波。
2、对电网稳定性影响:接入电网末端,改变了配电网功率单向流动的特点;使系统潮流分布发生了变化;从而影响电网的稳定系。
3、大型风电机组,由于没有独立的励磁装置,并网时会产生5~8倍于额定电流的冲击电流;对于小容量的电网,并网瞬间会造成电网电压的较大幅度下降。
1、风电场规模问题电力系统中风电规模的大小采用以下2个指标来表征。
A)风电穿透功率极限。
风电穿透功率是指系统中风电场装机容量占系统总负荷的比例。
风电穿透功率极限定义在满足一定技术指标的前提下接入系统的最大风电场装机容量与系统最大负荷的百分比,表征系统能够承受的最大风电场装机容量。
B)风电场短路容量比。
风电场短路容量比定义为风电场额定功率与该风电场与电力系统连接点的短路容量比,表征局部电网承受风电扰动的能力。
以上2个指标的经验数据只供参考。
要确切分析电网接纳风电能力,还是应该通过对系统稳定性、电能质量、电网调峰能力等具体问题进行分析之后才能确定。
2、电压波动和系统稳定性问题在风电机组启动、退出和风速变化的情况下,往往会一起电压波动。
风电机组启动引起的电压波动可采用软并网启动方式和多台机组分组启动来解决。
但风速超过切出风速或系统发生故障时,风电机组会从额定出力状态退出并网状态,从而引起电网电压的突降。
而由于机端的电容补偿抬高了机组脱网前风电场的运行电压,因此脱网会使电网电压突降更加明显。
大型风电场的风力发电机几乎都是异步发电机,在其并网运行时需要从系统吸收大量无功,增加了电网的无功负担。
严重情况下,当系统发生三相接地短路时,有可能造成电网电压失稳。
因此在风电场接入电网之前应采用恰当的风电机组模型来计算分析系统电压稳定性问题。
同时,风电场应采取必要的措施预防此类问题,如分组投切电容器静止无功补偿装置、超导储能装置。
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由于风能具有随机性、间歇性、不稳
定性的特点,当风电装机容量占总电网容量的比例较大时会对电网的稳定和安全运行带来冲击。
本文针对这一问题,阐述了大规模风电并网后对电力系统稳定性、电能质量、发电计划与调度、系统备用容量等方面的影响。
并对风电的经济性进行了分析。
风电并网对电网影响主要表现为以下几方面:
1.电压闪变
风力发电机组大多采用软并网方式,但是在启动时仍然会产生较大的冲击电流。
当风速超过切出风速时,风机会从额定出力状态自动退出运行。
如果整个风电场所有风机几乎同时动作,这种冲击对配电网的影响十分明显。
不但如此,风速的变化和风机的塔影效应都会导致风机出力的波动,而其波动正好处在能够产生电压闪变的频率范围之内(低于25Hz),因此,风机在正常运行时也会给电网带来闪变问题,影响电能质量。
已有的研究成果表明,闪变对并网点的短路电流水平和电网的阻抗比(也有说是阻抗角)十分敏感。
2.谐波污染
风电给系统带来谐波的途径主要有两种:一种是风力发电机本身配备的电力电子装置,可能带来谐波问题。
对于直接和电网相连的恒速风力发电机,软启动阶段要通过电力电子装置与电网相连,因此会产生一定的谐波,不过因为过程很短,发生的次数也不多,通常可以忽略。
但是对于变速风力发电机则不然,因为变速风力发电机通过整流和逆变装置接入系统,如果电力电子装置的切换频率恰好在产生谐波的范围内,则会产生很严重的谐波问题,不过随着电力电子器件的不断改进,这一问题也在逐步得到解决。
另一种是风力发电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。
与电压闪变问题相比,风电并网带来的谐波问题不是很严重。
3.电压稳定性
大型风电场及其周围地区,常常会有电压波动大的情况。
主要是因为以下三种情况。
风力发电机组启动时仍然会产生较大的冲击电流。
单台风力发电机组并网对电网电压的冲击相对较小,但并网过程至少持续一段时间后(约为几十秒)才基本消失,多台风力发电机组同时直接并网会造成电网电压骤降。
因此多台风力发电机组的并网需分组进行,且要有一定的间隔时间。
当风速超过切出风速或发生故障时,风力发电机会从额定出力状态自动退出并网状态,风力发电机组的脱网会产生电网电压的突降,而机端较多的电容补偿由于抬高了脱网前风电场的运行电压,从而引起了更大的电网电压的下降。
风电场风速条件变化也将引起风电场及其附近的电压波动。
比如当风场平均风速加大,输入系统的有功功率增加,风电场母线电压开始有所降低,然后升高。
这是因为当风场输入功率较小时,输入有功功率引起的电压升数值小,而吸收无功功率引起的电压降大;当风场输入功率增大时,输入有功引起的电压升数值增加较大,而吸收无功功率引起的电压降增加较小。
如果考虑机端电容补偿,则风电场的电压增加。
特别的,当风电场与系统间等值阻抗较大时,由于风速变动引起的电压波动现象更为明显。
研究发现,使用电力电子转换装置的风力发电机,能够减少电压波动,比如并网时风电场机端若能提供瞬时无功,则启动电流也大大减小,对地方电网的冲击将大大减轻。
值得一提的是,如果采用异步发电机作为风力发电机,除非采取必要的预防措施,如动态无功补偿、加固网络或者采用HVDC连接,否则当网络中某处发生三相接地故障时,将有可能导致全网的电压崩溃。
4.无功控制、有功调度
大型风电场的风力发电机几乎都是异步发电机,在其并网运行时需从电力系统中吸收大量无功功率,增加电网的无功负担,有可能导致小型电网的电压失稳。
因此风力发电机端往往配备有电容器组,进行无功补偿,从而提高电网运行质量及降低成本。
双馈型变速恒频风力发电机对这一系列问题有很好地解决作用,由于添加了控制环节,它具有了以下优良特性:
1)可以实现对无功功率的控制--双馈发电机在实现电压控制的同时还可以从电网中吸收无功功率或是为电网提供无功补偿。
2)可以通过对转子励磁电流的独立控制实现了有功和无功功率的解耦控制。
具体原理是,双馈发电机在转子侧的变频器通过转子电流d轴分量实现对转子转速和力矩的控制,无功和励磁则是通过转子电流的q轴分量来控制的。
同时,电网侧的变频器也以类似的方式工作,d轴分量通过直流电压媒介电路控制有功功率,实现转子侧与电网侧变频器之间的有功交换。
随着风电的高速发展,对风电并网的研究会越来越重要。