基于风电场接入对电网保护的影响分析

基于风电场接入对电网保护的影响分析
发布时间：2021-06-22T04:09:35.680Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第5期作者：谢友林[导读] 在大型风力发电设备运行的过程中，风力会通过轮叶持续带动轮毂进行旋转运动，其持续由风能转化成为机械动能。

然后通过风力发电机将其机械动能在转化成为电能。

江西龙源风力发电有限公司江西南昌330000
摘要：纵观近几年我国的经济发展、资源使用的历程，发现当前中国已经成为全球范围内其风力发电发展速度最快，并且市场规模最大的国家之一。

环境保护以及资源节约型社会也是当前国家最为推崇的社会建设，从国家对市场的整体把控进行分析，当前我国在不断加大对新能源发展的鼓励。

特别是在最近几年，风电能源的发展速度可以说十分的惊人，其在以前所未有的速度向前进。

根据大数据显示可得，截至2016年年底，中国已经出现了23000MW台新增风电装机，其占据了全球新增装机的40%。

关键词：风电场并网;电网;电能质量
引言
在大型风力发电设备运行的过程中，风力会通过轮叶持续带动轮毂进行旋转运动，其持续由风能转化成为机械动能。

然后通过风力发电机将其机械动能在转化成为电能。

通过转换器接入电网，最终实现对于电网的电力输送。

但是在风电场并网后会对电网电能质量带来一定的影响，需要针对其影响内容进行分析，并且找到最终的影响因素。

1风电新能源的基本特点概述
风电作为一种新能源，其工作方式是利用相关的设备将风产生的动能转为成为电能，而风能是一种清洁的、可再生的能源，风电近些年来在世界范围内受到各个国家的重视，我国也正在大力开展风电建设。

从世界范围来看，经过相关的计算表明，世界当前可利用的风能资源储量比水力资源高出10倍左右。

我国的风能资源也非常丰富，可以供开发和利用的风能储量超过10亿kW，我国目前风电装机超过2亿kW。

风能是一种具有代表性的无公害、可再生的清洁能源，风电在一些水资源匮乏的地区发挥着重要的作用，例如我国的沿海城市、草原牧区、山地高原等地区，都非常适合使用风力发电的方式提供电力能源。

我国对风电建设也给予了高度的关注，国家通过财政补贴的方式大力支持全国各地开展风电建设，取得了很好的效果，目前我国多个地区已经兴建了许多大型的风电场，对我国的电力能源输送起到了至关重要的作用。

2风电场并网对电网电能质量所造成的具体影响
2.1电力谐波
新能源发电在进行并网时需通过电子电力设备进行功率转换，而新能源发电的特点决定了其需较为频繁地启动与关闭，会产生谐波分量。

谐波分量对电网和用户的影响都较大，如造成谐波污染会导致电压共振等问题。

谐波污染的程度主要受功率变换器的连接、电机绕组、电机接地等因素的影响，如谐波污染程度较大对电网的稳定运行构成威胁，电网调度机构可能会选择将新能源发电断开，保证电网的稳定运行。

因此在新能源发电安装时要认真评估分析谐波影响并建立模型进行模拟，以保证新能源发电的质量。

2.2新能源并网对电压偏差的影响
首先从新能源的发电开始。

太阳能发电使用太阳能，且发电效率受温度和光等因素的很大影响。

在白天、晴天和阴天之间的温度和光线有很大差异。

因为没有阳光、没有发电，所以太阳能发电的输出功率变化很大，并且电压变化很大。

风力发电受到风速的极大影响，这就是为什么风力发电厂通常建在风能资源丰富的地区。

风速的变化会对风能产生很大影响，并导致电压波动和闪烁。

在停止和启动新发电机组的过程中输出功率会剧烈波动，电压也会发生显著变化，这会对电网产生重大影响并导致电压波动和闪烁。

电网连接的短路容量值越高电压波动越小。

通过研究电压变化的原因并制定相应的措施，可有效减少电网重新接入电网的不利影响，并保证电网的正常运行。

2.3电压稳定性
新能源发电在并网时电网由单电源变为多电源来源，会引发潮流方向与大小的变化，造成电网的稳态电压发生变化，而新能源发电由于其时间性的特点需要退出电网时，又会再一次对电网造成影响，致使部分节点失去电压支撑，导致电网的线路出现电能问题。

为避免以上影响，新能源发电并网时要保持高功率，这样在新能源发电退出时不会导致电压出现较大的波动。

但不同的新能源发电并网时对电网电压造成的影响不同，现阶段还没有更好的方式去避免。

3降低风电场并网影响系数、改善电网电能质量的有效措施
3.1应用改善无功补偿技术
目前我国大部分的风电场工作时，所选择的异步电机设备都是感性元件，但是感性元件在使用时存在其独有的制约性，也就是无法在无功功率的情况下支持运营。

想让电网电能质量以及电网的运行稳定性得到充足的保障，首先要考虑到的就是我国当前电网发展的实际状况，比如说各地区不同的电网接入点、各地区的电压数值等，可以适当的选择无功功率补偿量，并且考虑到电网电能的整体质量以及风电场并网等一系列的影响系数。

在面对这些问题时需要具体的考虑到如何选择相应的措施对该问题进行解决。

通过以下几个不同的方式提高风电网接入电厂的整体使用质量，并且确保电厂的平稳:第一，在风电场可以建立超导磁储能系统，在建立该系统后，配备与其型号相当的动态无功补偿装置，使用该无功补偿装置可以时时刻刻地了解到在不同地区的电网实际状况，能够随时随地的进行无功补偿装置的调节，同时制定最为合理的、恰当的无功补偿量，其最终的目的是实现对整个电网电压的有效控制，也能够确保风电场的出口处其电压的稳定性，完全满足风电场出口处的装置净输出使用效果，也能够展现出调节功率、降低输电功率，实现动态的波动系统的使用质量。

3.2提高风电电压质量
我国风电场的建设位置一般都在偏僻的区域，因为偏僻的区域一般情况下风能较为充足，更适合风力发电的方式，但是这样就会导致输电线路较长，会产生较为严重的电能损耗问题，还会引起电压过低的情况，导致电压出现问题，风电系统无法运行，所以应该在风电机组的变压器中分别设置开关，使其能够对电压进行有效的调节，从而解决电压过低和电能损耗严重的问题。

电压质量是风电场目前面临的最主要问题之一，风电场存在较多的不稳定性和不确定性，会对输送的电压产生诸多的影响，所以风电场应该加强电压方面的研究和投入，不断提高风电并网系统电压的稳定性。

3.3科学预测风力发电量
科学预测风力发电量是控制风电的随机性与实现风电向常规可调度电源转变的重要前提。

通过对风力发电功率预测方面的深入研究，发现精准预测风电机组轮毂高度位置的气象信息，主要通过结合各数值天气预报模型的途径，实现对功率的短期精确预测。

在实践中通过NWP预测气温与风速、风向等相关信息，围绕风机周围的物理信息，计算出风力发电机组毂高度的风向与风速。

围绕风机的功率曲线，得出最后的输出功率，可避免恶劣气候对预测数据精确度的影响。

3.4对机组设计进行改进
针对风力发电，不但要高度重视风力发电机设备自身问题，而且需要有效连接不同环节，包括变电设备、SVG、输电线路、风力发电机组等。

从设备生产商角度来说，风机是一个完整、独立的系统，而从人们大众角度来说，风电机组是整体系统中的一部分，不管是系统的可靠性还是设备的可靠性，均需要考虑管理层面与技术层面，应从整体角度来考虑采取何种措施方可保证可靠性。

为确保风电场预期收益目的的实现，在当前风电场投资经济模型中选用的风电机组一定要便于运输、自重轻、体积小、效率高、安全吊装。

在无需增加额外的风电场投资条件下，便能够对用电成本进行有效降低，对发电量进行有效提高。

与此同时，随着技术路线变得越来越多样化，对风电机组技术起到有效推动作用。

综上，针对我国风电行业未来发展，需要高度重视:一是提高风能转化率;二是提高风电机组单机容量;三是提高机组环境适应力;四是提高叶轮捕风能力。

作为风电公司，对机组设计进行改进，提高设备的可靠性。

结束语
综上所述，在当前分析风电场并网对于电网电能质量影响的过程中，一定要考虑到之所以选择利用风力发电，是由于风力发电所带来的能源，是环保的、无污染的自然能源。

要求工作人员认知在风电场发电设备管理的过程中如何提高管理的整体效果，并且对其内容进行有效的优化和调整，最大限度地确保风电场的容纳能力能够得到提升，在风电场并网运行的过程中也会出现一系列负面影响，需要对其内容进行进一步的分析，并且根据现阶段的技术提出相应的改变方式。

参考文献
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