文献综述:风电并网存在问题分析
风力发电机并网存在的问题
风力发电机并网存在的问题因风力发电机为异步发电机,而异步发电机在并网瞬间会产生较大的冲击电流,(约为异步发电机额定电流的4——7倍),并使大雾电压瞬间下降(对大电网影响较小),随着风力发电机组单机容量的不断增大,这种冲击电流,对发电机自身部件的安全及对电网的影响也愈加严重。
过大的冲击电流,有可能使发电机与单位连接的回路中的自动开关断开;而电网电压的较大幅度下降,则可能会使低电压保护动作,从而导致根本不能并网。
通过晶闸管软并网:这种方法是在异步发电机定子与电网之间,通过每相串入一只双向晶闸管连接起来,三相均有晶闸管控制,双向晶闸管的两端与并网自动开关的动合触头并联,接入双向晶闸管的目的,是将发电机并网瞬间的冲击电流控制在允许的限度内。
通过控制晶闸管的导通角,将风机并网瞬间的冲击电流限制在规定的范围内(一般1.5——2倍),从而得到一个平滑的并网暂态过程。
直驱式风力发电机需考虑谐波问题当前风机并网的方式是:当发电机转速接近同步转速时,与电网直接相连的双向可控硅在门极触发脉冲的控制下按0、15、30、45、60、75、90、120、150、180导通角逐步打开,冲击电流将并网电流限制在2倍电机额定电流以内。
可控硅完全导通后,转速超过同步转速进入发电状态。
旁路接触器将双向可控硅短接,风机进入稳态运行阶段。
影响风力发电机产生波动和闪变的因素有很多,随着风速的增大,风电机组产生的电压波动和闪变也不断增大。
并网风机在启动、停止和发电切换过程中也产生电压波动和闪变。
风电机组公共连接点短路比越大,风电机组引起的电压波动和闪变越小。
另外,风电机组中的电子控制装置如设计不当,将会向电网注入谐波电流,引起电压波形发生不可接受的畸变,并可能引发有谐振带来的潜在问题。
异步电动机作为发电机运行时,没有独立的励磁装置,并网前发电机本身没有电压,因此,并网必然伴随一个过渡过程,流过5—6倍额定电流的冲击电流。
一般经过几百毫秒后转入稳态。
大范围风力发电场的并网问题研究
大范围风力发电场的并网问题研究随着对可再生能源需求的日益增长,风力发电作为一种可靠的清洁能源源泉受到了广泛关注。
大范围风力发电场的并网问题成为了其可持续发展的重要挑战之一。
本文将探讨大范围风力发电场并网的主要问题和可能的解决方案。
1. 规模效应与稳定性问题大范围风力发电场往往由数百个甚至数千个风力发电机组成,这样的规模效应既是其优势,也是其挑战。
大规模的风力发电场面临着稳定性和可持续性方面的问题。
首先,大范围的发电场意味着更多的发电机需要同时接入电网。
这可能导致传统的电网系统中的电压和频率不稳定。
为了解决这个问题,一种解决方案是采用先进的电力电子装置,如STATCOM和SVC等,来控制电压和频率。
其次,风力发电场的规模越大,风力资源的波动性也越大。
尽管单个风力发电机可能在短时间内产生不稳定的功率输出,但整个发电场的总体功率输出可以相对稳定。
这是通过将多个发电机的输出平均化来实现的。
此外,还可以通过安装储能设备,如电池和压缩空气储能等,来平衡风力资源的波动性和电网的需求。
2. 输电和输配电问题大范围风力发电场的并网还面临着输电和输配电方面的挑战。
由于风力发电场通常位于离需求中心较远的地区,输电损耗可能会很高。
为了解决这个问题,一种解决方案是将发电场与距离较近的负载中心之间建立高压直流输电线路。
这样可以减少输电损耗,并提高系统的稳定性。
另外,输配电问题也需要解决。
由于大范围风力发电场的规模较大,需要相应的输配电设施来将发电系统与电网连接起来。
建设这些输配电设施需要更多的投资和规划。
因此,政府和能源公司可以合作推动输配电设施建设,以实现大范围风力发电场的高效并网。
3. 预测和调度问题风力发电场的输出受到风速和风向等环境因素的影响,因此需要对风力资源进行准确的预测和调度。
预测和调度风力发电场的输出是实现其可靠性和稳定性的关键。
一个解决预测问题的方法是使用先进的气象预测技术。
气象预测模型可以基于历史气象数据和实时观测数据来预测未来的风力情况。
风电并网相关问题的研究
风电并网相关问题的研究风电并网相关问题的研究一:国内外风电发展的现状作为一种新型的可再生能源, 现代风力发电产业在20世纪80年代初始发于美国加利福尼亚州。
风力发电具有环境友好、技术成熟、全球可行的特点, 并且具有超过20年的良好运行记录, 越来越被人们所认可。
随着全球气候持续变暖, 无论是在发展中国家还是发达国家都开始大力发展风电。
1、国外风力发电发展概况:20世纪初,法国出现了第一台用现代快速风轮驱动的发电机。
到了20世纪30年代,各国已开始研制中型、大型风力发电机。
1973年由于受到“石油危机11的冲击,许多发达国家都在探索能源多样化的途径,以解决石油资源日益枯竭的问题。
能源危机的出现使得人们对新能源技术越来越感兴趣。
许多的个人和政府机构都参与到了新能源事业中。
当时的美国能源部(Department of Energy)资助了许多风能项目,并向企业提供试验设备。
19世纪80年代,美国联邦政府和州政府出台了关于风力发电机设备减免税的政策,刺激了美国本士风力发电事业的发展。
从1990年到1996年间,全世界范围内安装的总风力发电机容量每年增长20%以上。
国际能源署估计全球风力发电机总安装容量将会从1990年的200。
兆瓦增加到2000年底的12000兆瓦。
1997年,德国的总装机容量己达到2000兆瓦,超过了美国跃居世界首位。
到21世纪初,风能依旧是世界上发展最快的能源。
据新华社报道,2002年8月8日,德国下萨克森州一批新建风力发电设备投入运营,德国的风力发电机组的总装机容量己经超过1万兆瓦,占全球的一半左右。
据全球风能协会(GWEC)公布的数据,2008年全球新增风电总投资达475亿美元,新增装机容量达27.26 GW,比上年增长36%。
目前,全球风电总装机容量累计已达121.19GW,与2007年相比增长了30%。
近几年,全球总装机容量快速增长,预计至2010年,风电总装机容量将达190 GW,将满足全球12%的能源需求,并减排CO2达1×1010t。
风电企业存在问题及整改措施
风电企业存在的问题及整改措施可以从以下几个方面进行分析:1. 技术创新能力不足:目前,我国风电行业整体技术创新能力仍有待提高,部分企业依赖国外技术,缺乏核心竞争力。
整改措施:加大研发投入,培养和引进高级人才,提高企业自主创新能力。
加强与高校、科研院所的合作,共同开展技术攻关。
2. 成本较高:风电设备制造成本较高,导致风电发电成本较高,影响风电企业的市场竞争力。
整改措施:通过技术创新、规模效应和管理优化等手段降低成本。
加强与供应商的议价能力,降低原材料采购成本。
3. 市场竞争激烈:风电行业竞争日益加剧,部分企业面临市场份额下降、利润压缩等问题。
整改措施:提高产品质量和服务水平,提升品牌形象,增强市场竞争力。
积极拓展国内外市场,寻求新的增长点。
4. 产业链配套不完善:风电产业链中,部分环节如核心零部件、运维服务等配套不完善,影响整个产业链的运行效率。
整改措施:加强与上下游企业的合作,打造完整的产业链。
提高产业链中各环节的协同创新能力,提升整体运行效率。
5. 政策环境不稳定:风电行业政策环境不断变化,企业难以把握市场趋势,影响企业长期发展。
整改措施:密切关注政策动态,及时调整企业战略。
积极与政府沟通,争取政策支持,为企业发展创造有利条件。
6. 人才流失:风电行业人才流失问题较为严重,影响企业技术水平和市场竞争力。
整改措施:提高员工待遇,完善人才培养和激励机制,增强员工归属感和忠诚度。
营造良好的企业文化,提升企业吸引力。
7. 环保问题:风电项目建设过程中,可能对环境造成一定影响,引起社会关注。
整改措施:加强环境保护意识,遵循相关法律法规,实施绿色施工。
采用环保技术和设备,减少对环境的影响。
通过以上整改措施,风电企业可以逐步解决存在的问题,实现可持续发展。
风力发电系统并网稳定性分析与控制
风力发电系统并网稳定性分析与控制近年来,随着能源危机的加剧和环境保护意识的增强,可再生能源逐渐成为人们关注的焦点。
其中,风能作为一种绿色、清洁的能源源泉,被广泛应用于发电领域。
然而,风力发电系统的并网稳定性一直是制约其发展的重要问题之一。
本文将围绕风力发电系统的并网稳定性展开论述,并探讨其控制方法。
一、风力发电系统的并网稳定性分析1. 风能资源的不稳定性与风力发电系统的并网问题风能作为一种自然资源,具有不稳定性的特点。
风力发电系统的并网稳定性不仅受到外部环境因素(如风速、气象条件等)的影响,还与内部组件(如风机、发电机、变流器等)的性能和控制策略密切相关。
因此,要保证风力发电系统的并网稳定性,需要对其系统结构和工作原理进行深入的分析。
2. 风力发电系统的结构与工作原理风力发电系统主要由风机、发电机、变流器、控制器、电力网等组成。
风机通过转动叶片将风能转化为机械能,经由发电机转化为电能,再通过变流器将直流电转化为交流电,并与电力网进行连接。
这样的系统结构使得风力发电系统具备了一定的灵活性和可调度性,但也给其并网稳定性带来了挑战。
3. 并网稳定性分析的指标与方法并网稳定性指的是风力发电系统在与电力网连接过程中,能够保持电力输出的稳定性和可靠性。
常用的并网稳定性指标包括电压稳定性、频率稳定性和功率稳定性等。
而并网稳定性分析的方法主要包括仿真模拟、实验研究和现场监测等。
通过对这些指标和方法的综合应用,可以有效地评估和提升风力发电系统的并网稳定性。
二、风力发电系统并网稳定性的控制策略1. 运行模式选择与控制策略设计在风力发电系统并网过程中,运行模式的选择对并网稳定性具有重要影响。
常见的运行模式包括直接并网模式、并网型储能模式和独立运行模式等。
针对不同的运行模式,需要设计相应的控制策略,以保证系统的稳定运行。
2. 风机与发电机的控制策略风机和发电机是风力发电系统的核心组件,其控制策略对系统的并网稳定性具有重要影响。
风电机组并网问题研究
风电机组并网问题研究引言随着社会经济的快速发展和环保意识的不断加强,可再生能源作为清洁能源成为了全球范围内的热门话题。
其中,风能作为最具代表性和成熟度最高的可再生能源之一,受到了广泛的关注和应用。
风电机组作为利用风能发电的主要设备,无论在国内还是国际上,其装机容量不断增加,且装机规模越来越大。
在风电机组建设中,为了获得更大的经济效益,将多个风电机组并联、并网运行成为了一种常见的方式。
但是,风电机组并网存在着一系列技术问题,如电网对风电并网的要求、风电机组稳定性等。
如何解决这些技术问题,是当前风电产业发展中迫切需要解决的问题。
本文将就风电机组并网问题进行深入研究,探讨与解决风电机组并网中存在的问题。
风电机组并网原理风电机组并网是指将多台风力发电机组串并联在一起,经过适应变压器、电缆和保护设备后,直接接入电网,实现风电场与电网连接。
在并网过程中,风电机组首先通过输电线路与电网连接。
由于受到电网电压的影响,风电机组的转速也受到影响,进而影响风电机组的发电功率和输出电压。
因此,风电机组需要安装变速器,使风能转化为旋转力矩,并通过变速器调节风轮转速,进而保证发电功率和输出电压的稳定。
风电机组并网问题及解决方案电网对风电并网的要求由于电网是整个并网系统的核心部分,在风电并网中起到了至关重要的作用。
在电网对风电并网的要求中,有一些是不得不满足的,如电压、频率等基本参数的要求。
除此之外,还有一些特殊的要求,如对短路电流的要求等。
为了解决电网对于风电并网的要求,可以通过提高风力发电机组的控制精度、并网控制器和变流器等设备的改进,以及引入适当的电力电子技术来完成。
风电机组稳定性风力发电机组作为可再生新能源的代表,其装机规模越来越大,因此风电机组的稳定性及可靠性问题越来越突出。
在风电机组并网运行过程中,可能存在冲击、振动等因素对机组稳定性产生影响的问题。
常见解决方案包括:改进风电机组的叶片设计、提高风电机组的机械强度、采用主动控制手段等。
中国风电并网问题综述
中国 风 电并 网 问题 综 述
陈晓雷 , 杨跃龙 , 施 晓蓉 ( 湖南工程学院 , 湖南 湘潭 4 1 1 1 0 1 ) 摘要 :随着传 统能源的减少 , 开发利 用可再 生能源、 实现 能源的可持 续发展成 为世 界各 国能源发展 战略的重要 举措 。
风 能 作 为 可 再 生 能 源 的重 要 方 向 , 得到快速发展 , 但 是 仍存 在许 多 问题 , 风 电机 组 的 并 网 问题 首 当其 冲 。造 成 此 问题 的 原
( Hu n a n I n s t i t u t e o f En g i n e e r i n g,Xi a n g t a n 4 1 1 1 0 1 ,Ch i n a )
Ab s t r a c t :W i t h t h e r e d u c t i o n o f t r a d i t i o n a l e n e r g y s o u r c e s ,d e v e l o p me n t a n d u t i l i z a t i o n o f r e n e wa b l e e n e r g y ,e n e r g y t O a c h i e v e s u s t a i n a b l e d e v e l o p me n t h a s b e c o me a n i mp o r t a n t me a s u r e o f t h e wo r l d ' s e n e r g y d e v e l o p me n t s t r a t e g y .W i n d e n e r g y
S u m ma r y o f Wi n d P o we r Gr i d - Co n n e c t e d Pr o b l e ms i n Ch i n a
风电并网技术及其存在的问题
风电并网技术及其存在的问题摘要:风电在最近几十年保持着了蓬勃发展的势头,在相当长的未来,风电装机容量将继续保持这种良好的发展势头,风电将逐渐成为电源的重要部分。
风电场装机容量有逐渐增大的趋势,我国和其他国家已经开始建设风电基地。
建设风电基地,集中开发风能,大规模甚至超大规模利用风能,可以降低风电开发成本。
另外,风力资源分布相对集中,这为风电的大规模利用提供了条件。
风电场较小,风电场一般是通过配电网接入。
但是,装机规模较大的风电场和风电基地不能通过配电网接入,而需要接入输电网,使风电场的电能在较大范围内消纳,大容量、远距离输电成为风电场联网不可或缺的一环。
随着陆地风力发电的进一步开发,陆地可供开发的风能资源逐渐减少,为了进一步开发风能,人类把目光投向了海洋。
海上风电技术日益成熟,大规模开发海上风电指日可待。
关键字:风电、交直流并网、VSC-HVDC引言:装机容量大的风电场和风电基地,一般远离负荷中心,风电场需要经过电压等级高的输电线路进行联网。
目前,风电场联网可以分为交流和直流两大类: 高压交流输电和高压直流输电。
风电并网是大规模利用风能节约资源、保护环境、建设国民经济最有效的方式。
风电场联网有交流联网和直流联网两种方式。
传统的交流联网方式应用时间已相当长,目前仍然占据主要地位。
过去的风电机组装机容量小,对电网的冲击相当有限,那时风电并网给系统带来的影响主要有电压波动和闪变、谐波污染等一些电能质量问题,随着现代风电场规模的不断扩大,大容量风电机组并入电网,风电联网给系统带了的负面影响扩展到系统的稳定性和安全性。
1.风电的交流并网技术(HVAC)HVAC 的主要优点是传输系统结构简单,当传输距离比较近时,其成本比较低。
但是交流输电也存在一系列难以跨越的技术阻碍,如线路的容性功率、同步运行系统的稳定性、潮流控制等。
风电存在波动且波动范围很大,最大出力接近风电场的总装机容量,而最小出力接近零。
风电场出力在较大范围内波动,这需要系统具有足够的、实时性能好的无功调节能力和足够的调频能力。
大规模风电接入电网的相关问题及措施
大规模风电接入电网的相关问题及措施
1. 风电功率波动大
风能是一种不可控制的可再生能源,受到气象因素的影响,风电场的发电功率会出现较大幅度的波动。
这种波动会对电网的稳定性和安全性造成影响,增加了电网的调度难度和成本。
2. 风电预测不准确
由于风能的不可预测性,风电的发电量预测存在较大的误差。
这导致了电网调度的不确定性增加,给电网的安全稳定运行带来了一定的隐患。
3. 风电并网技术不够成熟
大规模风电接入电网,需要高效稳定的并网技术支撑。
目前风电并网技术还存在一定的瓶颈和不足,包括风电场的并网电压、频率调节等技术问题。
4. 电网运行不稳定
由于风电的不可预测性和波动性,大规模风电接入电网会增加电网运行的不稳定性,容易引发电网频率偏差、电压波动等问题。
1. 完善风电发电预测技术
针对风电发电量的不确定性,可以通过完善风电发电预测技术,提高风电的发电量预测精度。
2. 加强风电场的调度和控制
利用先进的调度控制技术,对风电场进行灵活的调度和控制,减小风电波动对电网的影响,提高风电的利用效率。
3. 发展储能技术
利用储能技术,对风电进行储能,可以在风力资源充足时进行储能,遇到风电波动大时进行释放,提高电能利用率和稳定性。
4. 完善电网调度和运行技术
利用现代化的电网调度和运行技术,提高电网的调度能力和安全稳定性,适应大规模风电接入电网的需求。
5. 推动风电并网技术的创新
加强风电并网技术的研发和创新,研究高效稳定的风电并网技术,提高风电与电网的适配性和稳定性。
风电并网技术发展存在的问题及发展趋势
风电并网技术发展存在的问题及发展趋势张凯俊摘㊀要:风力发电作为一种清洁的发电方式ꎬ在我国得到了广泛的应用ꎮ与传统的热排放方式相比ꎬ风力发电可以节约更多的能源ꎬ投资成本更低ꎬ适用性更强ꎬ可以在我国许多地区使用ꎮ文章对风电新能源和并网技术的发展进行了深入研究和分析ꎬ并提出了一些合理的措施ꎬ旨在提高风电新能源的使用质量ꎬ更好地与并网技术相结合ꎬ解决风电发展中的问题ꎬ促进我国风电技术的发展和进步ꎮ关键词:风电并网技术ꎻ发展现状ꎻ发展趋势一㊁风电技术发展现存在的问题分析(一)电能质量问题在我国风电发展过程中ꎬ由于风电设备单机容量问题ꎬ发电不能满足该地区的电力需求ꎮ风力发电装置一般采用并网方式ꎬ这种方式的结构设计相对简单ꎮ异步发电机通常与配电网直接相连ꎬ供电网的末端是风电场ꎮ由于配电网的电压处于较低水平ꎬ结构设计相对简单ꎬ对风电的冲击能力影响很大ꎬ最终导致电压不足ꎬ从而容易导致风电在配电过程中受到干扰ꎬ电压变化大ꎬ风电质量不稳定ꎮ(二)风电系统中存在的问题电压稳定性问题一直是影响供电系统稳定性和可靠性的主要因素ꎮ电网系统与风电场的连接会导致电压稳定性不足的问题ꎮ出现这个问题的原因是风电场运行时不需要无功ꎬ无功不足是风电电压不稳定的问题ꎮ目前ꎬ我国风力发电场使用的发电设备大多是异步发电机ꎮ在外部无功系统的支持下ꎬ风力发电设备可以运行并进行正常的发电和输电工作ꎮ然而ꎬ由于风电场容量大ꎬ无功功率无法得到有效控制ꎬ使得风电电压不稳定ꎮ其次ꎬ风电新能源在应用过程中会出现频率不稳定ꎮ风力发电系统的频率可以决定风电场与系统容量的比例ꎮ如果风电容量比例相对较低ꎬ系统输出功率的波动会相应受到影响ꎬ电网的整体输电频率会不稳定ꎮ(三)电网调度中存在的问题与其他发电形式相比ꎬ风能难以合理控制ꎬ因此无法预测风力发电的运行趋势ꎮ采用并网技术后ꎬ风电并网的负荷能力可以充分利用闲置的电能ꎬ但风力承载能力有一定的局限性ꎬ会限制风电场的运行ꎮ当电网中风力的波动不能完全平衡时ꎬ需要合理控制电网中风力发电的功率ꎮ因此ꎬ在安排风力发电计划时ꎬ必须考虑风力发电过程中的实际实施情况ꎬ充分分析风力发电系统的调频和调峰情况ꎬ充分考虑风力发电机组输出波动对负荷平衡的影响ꎮ二㊁风电并网技术完善的有效措施(一)加强风电项目工程管理ꎬ完善风电并网性能风电项目会对风电的并网性能产生很大的影响ꎬ因此相关人员必须严格遵守风电项目的具体要求ꎬ深入施工现场对风电项目的建设进行监督管理ꎬ及时指出和报告存在的问题或漏洞ꎬ分析问题产生的原因ꎬ制订科学合理的解决方案ꎬ可以有效提高风电项目的整体质量ꎮ风电项目管理是风电场前期的重要准备工作ꎬ其质量将对风电并网的性能产生很大影响ꎮ因此ꎬ风电场应加强风电项目管理的质量管理ꎬ以提高风电并网的整体性能ꎬ保证风电并网的稳定性ꎮ(二)降低功率损耗ꎬ缓解风电电网压力风电电网的功率损耗可分为有功功率损耗和无功功率损耗ꎮ研究功率损耗可以解决风电线路存在的问题ꎮ通过降低功率损耗ꎬ可以降低风力发电系统的功率负荷ꎬ从而提高风力发电设备的使用寿命ꎮ因此ꎬ风电场应使用公式计算有功功率ꎬ并选择合理的方式选择导线的路径ꎬ以尽量减小电阻的压力ꎬ减少有功损耗ꎻ为了降低无功功率ꎬ需要根据风电场的实际情况选择合适的变压器ꎬ并对无功功率进行有针对性的补偿ꎮ目前ꎬ我国大部分风电场采用电网资源整合㊁并联电容器㊁同步相机㊁静止无功补偿器等多种无功补偿方式ꎬ可以有效缓解风电并网压力ꎬ从而提高风电并网系统的整体稳定性和安全性ꎮ(三)提高风电电压质量我国风电场的建设地点一般在偏远地区ꎬ因为偏远地区一般更适合风力发电ꎬ但这样会导致输电线路较长㊁掉电问题严重㊁电压较低ꎬ从而导致电压问题ꎬ风力发电系统无法运行ꎮ因此ꎬ应在风力发电机的变压器中设置开关ꎬ以有效调节电压ꎬ从而解决电压低㊁功率损耗严重的问题ꎮ电压质量是目前风电场面临的最重要的问题之一ꎮ风电场存在许多不稳定性和不确定性ꎬ对传输电压会有许多影响ꎮ因此ꎬ风电场应加强电压研究和投资ꎬ不断提高风电并网系统的电压稳定性ꎮ(四)建立多能互补的方式风电新能源虽然有很多优点ꎬ但也有一些缺点ꎬ如间歇性和不稳定性ꎬ会对电网的安全性和稳定性产生一定的影响ꎮ因此ꎬ要解决这一问题ꎬ可以采用多能源互补的方式ꎬ在条件成熟的地区ꎬ可以采用风能㊁火能㊁电能等多种能源互补的方式ꎬ利用各种发电方式的不同优势互补ꎬ可以大大提高电网吸收风电㊁火电㊁水电的能力ꎬ从而提高电厂的综合经济效益ꎬ进一步提高电网的整体运行稳定性和安全性ꎮ三㊁发展趋势(一)充分研发大容量风电系统从具体项目的分析可以知道ꎬ我国风电和新能源的发展仍然相对依赖于自然条件ꎬ海上风能的利用一直是我国的一个严重焦点ꎬ这意味着我国缺乏大容量风电系统的研发ꎮ这也是中国在风力发电和新能源的利用上与许多发达国家差距很大ꎬ甚至差距还在扩大的原因ꎮ当然ꎬ中国政府ꎬ尤其是一些地方政府和机构ꎬ近年来结合具体环境和当地对新能源风力发电的需求ꎬ做了大量的研究ꎮ此外ꎬ随着我国风力发电的大规模发展ꎬ风力发电机组的装机容量也在不断增加ꎮ有了这样的基础条件ꎬ很多具体工作就会顺利进行ꎮ当然ꎬ这也对技术研究提出了更高的要求ꎬ尤其是在相关元器件和控制子系统的设计上ꎮ(二)充分研究并网技术以及最大风能捕获技术根据风力新能源的现有研究情况ꎬ风能的优化捕获需要相应工具的帮助ꎬ其中主要措施是调整发电机组的桨距和功率转速ꎮ此外ꎬ考虑到风电新能源的应用价值和目的ꎬ技术研发应结合电网运行的经济性㊁可靠性和可行性等特点ꎮ风电系统并网技术和最大风能捕获技术的创新研发是当前和未来发展风电的首要任务ꎮ虽然风电新能源的技术开发还存在很多问题ꎬ但考虑到风电是一种可再生能源ꎬ可以用来解决全球能源短缺的问题ꎬ有必要进行深入的研发ꎬ以保证各方面的能源需求ꎮ四㊁结语综上所述ꎬ为了更好地促进我国风力发电新能源的发展ꎬ有必要对其并网技术进行深入研究ꎬ从多个角度和层面不断完善并网技术ꎬ提高风力发电系统的稳定性㊁可靠性和安全性ꎬ为我国发电行业做出更大贡献ꎬ确保我国电力行业的可持续发展ꎮ参考文献:[1]汪成国.关于风电新能源发展与并网技术的探析[J].中国战略新兴产业:理论版ꎬ2019(14):1.[2]邹璐.风电新能源的发展现状及其并网技术的发展前景研究[J].无线互联科技ꎬ2019(17):130-131.作者简介:张凯俊ꎬ国电南瑞科技股份有限公司ꎮ402。
大规模风电集中并网存在的主要问题及应对措施
大规模风电集中并网存在的主要问题及应对措施1(甘肃省电力公司风电技术中心汪宁渤 730050)[摘要] 伴随着千万千瓦风电基地的陆续开工建设,中国大规模风电集中并网引发的一系列技术问题逐步显现,如何应对大规模风电集中并网的挑战促进风电健康发展,成为国内外广泛关注的焦点。
本文以酒泉风电基地为例,分析大规模风电基地集中并网的特点和运行特性,研究了大规模风电集中并网存在的送出能力、调频调峰、消纳能力运行控制及安全稳定等方面的问题,提出了大规模风电集群控制系统的应对措施。
【关键词】大规模风电并网问题应对措施1、甘肃风电发展及并网送出现状1.1、酒泉风电基地规划建设情况酒泉是我国规划八个千万千瓦级风电基地之一,也是国家第一个批准开工建设的千万千瓦级风电基地。
近期国家批准了酒泉风电基地二期工程800万千瓦规划及300万千瓦开展前期工作。
预计到2015年,酒泉风电基地装机容量将超过1500万千瓦,成为最早建成投产的千万千瓦风电基地之一去年11月3日河西750千伏输变电工程的建成投产以来,酒泉重大专项:“甘肃省科技计划资助:1002GKDA009”;工程技术研究中心:“甘肃省科技计划资助:1009GTGA024”。
千万千瓦级风电基地一期工程风电场陆续并网发电,截至9月底,甘肃全省并网运行的风电场30座,风电装机总容量440万千瓦,同比增加325.6万千瓦,占全省发电总装机容量的18.1%,全省共有风电机组3199台。
酒泉风电基地并网风电场28座、风电装机容量426万千瓦;预计今年酒泉风电基地并网运行的风电装机容量将达560万千瓦,成为全世界集中并网规模最大的风电基地之一。
附图1 酒泉风电基地风电场分布示意图1.2、大规模风电接入及送出情况酒泉风电基地的一期工程主要集中在玉门、瓜州二个区域内,一期工程550万千瓦风电主要采用330千伏汇集,通过7座330千伏升压站和2座330千伏变电所汇集到甘肃750千伏电网。
酒泉风电基地风电通过750千伏输变电工程输送到甘肃电网,2010年11月建成投产了酒泉千万千瓦级风电基地配套电网工程—750千伏河西输变电工程,该工程建设规模主要包括新建敦煌、酒泉、河西三座750千伏变电站,扩建武胜750千伏变电站,合计新建变电容量840万千伏安;新建武胜~河西~酒泉~敦煌双回750千伏线路、线路总长度1696公里。
风电场的并网问题研究
风电场的并网问题研究随着可再生能源的发展和重视程度的增加,风电站的数量也不断增加。
风电场可通过并网与电网接通,以便将发电的电能输送到市场或其他用途。
因此,并网技术成为风电场建设和运营的一个重要环节。
本文将探讨风电场的并网问题及其研究现状。
一、风电场并网的意义风能是一种清洁、可再生的能源,与传统的化石燃料比较,其在能源转换过程中不生成二氧化碳等有害气体,从而减缓了全球气候变化和环境污染。
风电场的建设和发展不仅有利于推进能源革命,而且对促进区域经济发展有很大的意义。
然而,由于风能具有不稳定性和间歇性等特点,风电场并网的稳定性和可靠性是一个关键因素。
风电场的随机性导致风电场输出功率的波动范围较大,如果不能有效地管理,可能对电网的安全稳定造成不良影响。
因此,风电场并网技术的研究和发展成为风电产业可持续发展的必经之路。
二、风电场并网存在的问题风电场并网存在的问题是多方面的,主要包括:1. 风电场的接入电压规范不统一,电力系统规模、复杂度差异较大。
这意味着在不同的电网中,风电场需要遵循不同的准入规范和并网接入标准。
此外,风电场的电力系统规模和复杂度与电网的规模和复杂度也有很大的差异,如何在不同情况下合理设计风电场的接入技术成为了研究的难点之一。
2. 风电场存在多种类型和技术不同的发电机,如同步发电机、感应发电机、永磁同步发电机等,这些发电机在并网模式下的运行机理不同,因此需要考虑不同类型发电机的特性和优劣势。
3. 风电场的输出功率存在间歇性和波动性。
当风速变化较大时,风电场的输出功率波动范围可能超过电网给定的限制范围,导致电网的不稳定性。
如何将风电场的输出功率优化控制,保证风电场与电网之间的均衡是重要工作之一。
4. 风电场的地理环境和气象条件有很大的差异。
在海上和陆地的风电场之间,气象条件、地理环境、设备结构等方面都存在差异,使得风电场的接入技术也有所不同,需要充分考虑多种因素并选择适当的技术方案。
三、风电场并网技术的研究现状为了解决风电场并网存在的问题,国内外学术界和产业界通过多种方式进行研究和实践,主要包括以下几个方面:1. 基于配电模型的并网技术研究。
风电场电网并网的稳定性分析及优化
风电场电网并网的稳定性分析及优化随着能源的不断发展,风力发电作为一种清洁、环保的新型能源逐渐受到人们的重视。
而在风力发电中,风电场电网并网是不可避免的环节。
然而,电网并网的稳定性一直是困扰人们的难题,在电网并网过程中如果处理不当,会影响到整个电网的稳定性,甚至会造成电网故障,给电网安全带来威胁。
一、风电场电网并网存在的问题1.稳定性问题风电场电网并网过程中,由于风电场发电功率和电网负荷之间存在波动,会导致电压和频率的波动,甚至会发生暂态过电压、过电流等故障,对电网的稳定性造成威胁。
2.安全问题在风电场电网并网过程中,风电场和电网之间的配合需要高度协调,一旦发生故障,可能会对电网带来致命影响,严重时还可能对周边的设备造成重大损失。
二、优化分析风电场电网并网的稳定性要解决风电场电网并网存在的问题,我们需要对其稳定性进行优化分析。
1.稳定性评估要评估风电场电网并网的稳定性,需要对电力系统的运行情况进行全面分析,包括电力系统的负荷水平、短路能力、功率余量、风电机组的输出特性等多个方面。
通过分析这些因素,可以评估出电力系统的稳定性指标,如系统频率偏差、系统电压稳定等。
2.系统调控针对电力系统中的不稳定因素,我们可以通过系统调控的方式来进行优化。
例如,通过增大风电机组的出力调节区域,可以提高风电机组在电力系统中的容错能力;又或者通过增加发电容量控制的强度,减小电网负荷波动对电网的影响。
3.电网建设在电网建设过程中,我们可以将电网优化设计考虑进去,例如增加分布式电源的接入能力,提高电力系统的容错能力,又或者通过优化电力线路的布局,减小由于电力线路距离造成的电压降低等问题,提高电力系统的稳定性。
三、结论风电场电网并网的稳定性问题是一个深刻而重要的问题,我们需要通过对电力系统的深度分析,建立合理的优化方案,才能更好地提高风电场电网并网的稳定性。
在电网建设和电力系统运行中,我们需要秉持着安全第一、优先考虑的原则,始终保障电网的稳定性和安全。
风电并网文献综述1
风电并网技术文献综述前言:风能是一种清洁、实用、经济和环境友好的可再生能源,与其它可再生能源一道,可以为人类发展提供可持续的能源基础,在未来能源系统中,风电具有重要的战略地位。
由于风力发电使用的一次能源(风能)具有能量密度低、波动性大、不能直接储存等特点,风力发电领域仍然有许多问题需要进一步深入研究。
本论介绍了世界风力发电应用现状与前景,风电系统的控制技术,风力发电设备,详细阐述了各种类型风力发电机及其风力发电系统的特点,通过对比各种风力发电机和各种控制方法的优缺点,对未来风力发电机和风力发电控制技术的发展趋势做了展望。
1.国内外风力发电发展现状1.1国外风力发电发展现状19世纪末,丹麦首先开始探索风力发电,研制出风力发电机组。
直到20世纪70年代以前,只有小小型充电用风力机达到实用阶段。
美国在20世纪30年代还有许多电网未通达的地区,独立运行的小型风电机组在实现农村电气化方面起了很大作用,当时的机组多采用木制叶片、固定轮毂和侧偏尾舵调速,单机容量的范围为0.5~3kW。
1973年发生石油危机以后,美国、西欧等发达国家为寻求替代化石燃料的能源,投入大量经费,动员高科技产业,利用计算机、空气动力学、结构力学和材料科学等领域的新技术研制现代风力发电机组,开创了风能利用的新时期。
20世纪70年代到80年代中期,美国、英国和德国等国政府投入巨资开发单机容量1000kW以上的风电机组,承担课题的都是著名大企业,如美国波音公司研制了2500kW和3200kW的机组,风轮直径约为100m,塔高为80m,安装在夏威夷的瓦胡岛;英国的宇航公司和德国MAN公司分别研制了3000kW的机组,所有这些巨型机组都未能正常运行,因其发生故障后维修非常困难,经费也难以维持,没有能够发展成商业机组,未能形成一个适应市场需求的风电机组制造产业。
20世纪70年的石油危机,使美国、西欧等发达国家为寻求替代化石燃料的能源,投入大量经费研制现代风力发电机组,开创了风能利用的新时代。
风力发电并网相关问题综述
风力发电并网相关问题综述陈建伟,于永良(中国农业大学信息与电气工程学院,北京,100083)摘要:随着资源短缺,环境污染,能源匮乏等一系列世界性问题的出现,各国都开始寻找可以替代化石燃料的新型能源,风能以其可再生,洁净无污染等优点开始在各国得到利用,风力发电技术由此开始发展。
本文主要论述了风电并网后对系统的影响。
早期的风电场与配电网相连或者直接给用户供电,易出现谐波污染、电压波动及闪变等电能质量方面问题。
而随着风电场装机容量的增大,同时双馈型变速风力发电机研究的开展,人们可以更好地实现风力发电过程中的控制,风电并网电压和无功控制,有功调度等问题正成为目前风电并网问题研究的热点。
关键词:风力发电;风力发电并网;风力发电电能质量;风电场建模0引言20世纪70年代发生世界性能源危机以来,许多国家都更加重视新能源和可再生能源的研究、开发和利用工作。
而此时风能以其资源丰富,可再生,不污染环境等一系列优点引起了各国研究者的广泛关注,难得可贵的是,人类还有着长久的利用风能的历史和经验。
可以说,在所有新能源、可再生能源利用技术中,风力发电是最成熟、最具规模开发和商业开发前景的方式。
根据全球风能委员会(GWEC)的报告,截止2005年底,世界风电装机总容量为59322MW,较2004年同期增长了25%。
风电装机容量最多的国家依次为德国、西班牙、美国、印度和丹麦,显然欧洲仍是风电市场的领导者,其装机总容量占全世界的69%。
但是随着世界风能技术的发展,中国风电技术的研究和应用也进入了一个崭新的阶段。
尤其2005年中国通过了《可再生能源法》,当年新增风电装机容量近500MW,是2004年的两倍多,在全世界新增装机容量中排名第六。
这也使得中国风电总装机容量达到1260MW,成为少数几个风电装机容量达到1000MW的国家。
预计,到2006年底中国将新增2000MW风电装机容量,2010年中国风电装机容量将达5000MW。
而随着风电装机容量的增大,尤其在大量新型风力发电机组开始投入运行后,风电场装机达到可以和常规机组相比的规模,并且由原来单机容量较小时的直接和配电网相连或者直接给用户供电,改为直接接入输电网,甚至会出现在一个供电系统网络中,风力发电占有较大的比例的情况,其结果就是对系统的影响越来越明显。
浅析风电并网技术发展问题及趋势
浅析风电并网技术发展问题及趋势21世纪以来,随着全球气候变暖以及能源危机的进一步加剧,为了保证本国能源安全,世界各国纷纷加大了能源战略的调整和部署力度,将目光放在了绿色无污染的可再生能源上。
风电是我国能源战略中的关键一环,在风电的发展过程中,也出现了许多问题,尤其是在进行风力发电的并网的过程之中,还存在着许多的问题急需解决。
一、风电并网技术发展存在的问题解决可再生能源发电接入问题是智能电网建设中的一个关键问题。
风电接入电网主要包括传统的并网方式和开发风电基地,通过输电通道集中外送。
但是,由于新能源发电技术和传统的发电技术存在一定的差异性,与此同时,新能源发电技术所应用的范围相对也比较小,难以有效的将新能源发电技术全面的普及开来,这些都影响到了风力发电技术的普及与推广。
1、风力发电技术在并网的过程中会影响到电网的电力平衡在风力发电的过程之中,由于风力发电是一种新的发电方式,这就导致风力发电在这个过程之中,很难和传统的发电方式采用同样的发电形式,这就导致风力发电会影响到电网的电力平衡运行。
具体的来说,在风力发电的运行过程之中,很有可能会导致传统的电力发生峰值不稳的情况,进而导致在电网的运行过程之中,消耗的能量增加,进而影响到整个电力系统的平衡运行。
2、风力发电技术会影响到电网的峰值和频率的正常范围首先,在进行风力发电技术的应用工程之中,存在着的一个重要因素就是电网所能够提供给风力发电之中的峰值的调整能力。
只有充分的保证电网内部的峰值和频率处在一定的范围之内,才能够保证风力发电技术的正常应用,与此同时,随着风力发电数值的继续增加,就能够有效的提升风力发电的空间。
除此之外,风力发电的功率并不能够保持在一个稳定的范围之呢,这也会导致电网的稳定运行存在一定的困难。
其次,在进行风力发电技术的应用过程之中,由于风力发电技术所能够发电的数值不够稳定,这就导致传统的发电网络必须充分的保证能够满足风力发电的实际需要。
文献综述:风电并网存在问题分析
风电并网的不利影响及分析一、风电并网的不利影响案例分析1、加拿大阿尔塔特电力系统截至2008 年,加拿大的阿尔伯塔电力系统(AIES)共有装机约280 台,总容量12 368 MW。
其中,煤电5 893 MW,燃气发电4 895 MW(热电联产约3 000MW),水电869 MW,风电523 MW,生物质等其他可再生能源214 MW。
阿尔伯塔的风电开发意向已达到11 000 MW,几乎与目前系统的装机容量相当,这在给AIES 带来巨大机遇的同时也带来了挑战。
因为,大规模的风电接入会增加系统发电出力的不稳定性,降低系统维持供需平衡的能力。
AIES 的装机以火电为主,且调节能力有限,系统备用容量也有限,电力市场的可调发电出力的灵活性不高,对外联络线的潮流交换能力相对有限。
因此,系统需要增强调节及平衡能力和事故响应能力,否则难以应对风电出力变化给系统带来的巨大压力。
电力生产和使用必须同时完成的特点决定了系统运行必须维持每时每刻的供需平衡。
供需失衡会引起发输电设备跳闸、负荷跳闸甚至系统崩溃等事故。
因此,维持系统的实时平衡是一个非常艰巨的任务,而大规模的风电并网,会从以下4 个方面影响系统供需平衡:(1)能否准确预测供需走势。
预测是实施供需平衡调节的基础。
供需差可能来源于负荷、潮流交换、间歇性电源等的变化。
供需走势的预测对于系统运行至关重要。
预测越准确,相关的运行决策越准确,运行人员越容易维持系统稳定。
而目前的风电预测,远不能达到系统运行对预测精度的要求,给大规模风电并网的系统运行带来很大隐患。
(2)需要足够的系统调节平衡资源来提升系统应对风电出力变化和不确定的能力。
系统调节平衡资源是指能被随时调度的、能维持系统平衡的调节备用容量、负荷跟踪服务等运行备用。
由于风电出力变化和不确定,导致系统必须维持很高的系统调节资源以作备用,降低了系统资源的利用率。
否则,系统将无法应对风电出力变化和不确定性,影响系统的安全可靠运行。
风力发电并网综述论文
风力发电系统并网综述摘要:并网是风力发电系统的关键技术之一,本文对风力发电系统的并网理论进行了简单的介绍,综述了同步和异步风力发电机并网的问题,并介绍了交流连接,交直交连接,直接并网,降压式并网,软并网及准同期式并网的原理,对他们的优缺点进行了系统的比较,最后介绍风力发电并网系统未来的发展重点。
关键词:风力发电;交流连接;交直交连接;直接并网;降压式并网;准同期式并网;软并网Wind power generation system inthe gridAbstract:Grid connected is one of the key technology of wind power generation system, the wind power system grid theory has been introduced, reviews the synchronous and asynchronous wind generator problems, and introduces the AC connection, AC-DC-AC connection, the direct Grid connected, buck, soft cut-in and quasi synchronization type grid connected principle, on the their advantages and disadvantages were compared, finally introduce wind power generation systems focus on the future development.Key words: wind power generation;the AC connection;AC-DC-AC connection ;Synchronization type grid;Direct grid Connected;Buck grid;soft Grid Connected0.引言随着经济的不断发展,人们对能源的需求也越来越大,能源短缺已经成为制约各国经济发展的一个重要因素。
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风电并网的不利影响及分析一、风电并网的不利影响案例分析1、加拿大阿尔塔特电力系统截至2008 年,加拿大的阿尔伯塔电力系统(AIES)共有装机约280 台,总容量12 368 MW。
其中,煤电5 893 MW,燃气发电4 895 MW(热电联产约3 000MW),水电869 MW,风电523 MW,生物质等其他可再生能源214 MW。
阿尔伯塔的风电开发意向已达到11 000 MW,几乎与目前系统的装机容量相当,这在给AIES 带来巨大机遇的同时也带来了挑战。
因为,大规模的风电接入会增加系统发电出力的不稳定性,降低系统维持供需平衡的能力。
AIES 的装机以火电为主,且调节能力有限,系统备用容量也有限,电力市场的可调发电出力的灵活性不高,对外联络线的潮流交换能力相对有限。
因此,系统需要增强调节及平衡能力和事故响应能力,否则难以应对风电出力变化给系统带来的巨大压力。
电力生产和使用必须同时完成的特点决定了系统运行必须维持每时每刻的供需平衡。
供需失衡会引起发输电设备跳闸、负荷跳闸甚至系统崩溃等事故。
因此,维持系统的实时平衡是一个非常艰巨的任务,而大规模的风电并网,会从以下4 个方面影响系统供需平衡:(1)能否准确预测供需走势。
预测是实施供需平衡调节的基础。
供需差可能来源于负荷、潮流交换、间歇性电源等的变化。
供需走势的预测对于系统运行至关重要。
预测越准确,相关的运行决策越准确,运行人员越容易维持系统稳定。
而目前的风电预测,远不能达到系统运行对预测精度的要求,给大规模风电并网的系统运行带来很大隐患。
(2)需要足够的系统调节平衡资源来提升系统应对风电出力变化和不确定的能力。
系统调节平衡资源是指能被随时调度的、能维持系统平衡的调节备用容量、负荷跟踪服务等运行备用。
由于风电出力变化和不确定,导致系统必须维持很高的系统调节资源以作备用,降低了系统资源的利用率。
否则,系统将无法应对风电出力变化和不确定性,影响系统的安全可靠运行。
(3)亟须建立相关的系统运行操作规程。
为了保持系统的有效运行,必须提前研究并制定相关的系统运行操作规程,并纳入已有的运行规程以指导调度人员。
由于人们对风电出力变化和不确定的了解还处于起步阶段,所以相关的运行规程还属空白。
(4)调度人员要学习并掌握应对风电出力变化和不确定影响的能力。
拥有充足的系统调节平衡资源、建立相关的规程、具有可操作性的预测结果,加上操作人员多年的经验积累,在对系统特性有足够了解的基础上,才能准确地判断并作出正确决策,实现系统操作安全、可靠、及时。
面对大规模的风电并网给系统运行带来的巨大挑战,调度人员需要学习如何应对风电出力变化和不确定给系统运行带来的复杂局势。
对于一个独立系统,供需不平衡可能导致系统出现频率偏差的情况,对于一个互联系统,供需不平衡可能导致系统从主网解列。
特别是,阿尔伯塔系统的风电开发意向已远远大于其承受范围,所以面临的问题更加严峻。
胡明:阿尔伯塔风电并网对系统运行的影响和对策;电力技术经济;2009[4]2、辽宁电网预计在2010年底,辽宁电网的风电装机容量达到340万kW, 2015年风电装机容量达到787万kW。
风电的大规模集中并网将给辽宁电网的调峰调频、联络线控制、系统暂态稳定、无功调压及电能质量等诸多方面带来直接影响,给电力系统的安全稳定运行带来新的挑战。
(1)导致系统调峰难度增加由于风电运行的不确定性,其功率波动常会与用电负荷波动趋势相反,即在负荷高峰时段可能无风可发,而在负荷低谷时段又可能来大风而需要满发[4]。
同时风电机组功率由风速决定,功率变化速率较快,从而还要求系统为之提供足够快的调峰速率。
因此,风电的运行相当于产生了“削谷填峰”的反调峰效果,进一步加大了电网的等效峰谷差,恶化了系统的负荷特性,扩大了全网调峰的范围,因此必须要在全网范围内统一留取充足的正向、负向旋转备用容量。
(2)影响系统频率和省际联络线调节的稳定性东北地区风能的特点是能量足、变化快、时空分布不确定性强,因此风电运行呈现功率瞬时突变的特征。
从目前已并网的风电机组运行特性来看,阜新、铁岭、大连等地区的风电场出力经常在数分钟之内就产生100~250 MW的升降,造成系统的频率突变和省际联络线功率产生较大偏差。
风电机组本身对于系统频率的跟踪调节能力十分有限,风电机组本身的稳定运行状况反过来又会影响系统的频率调节,从而导致频率特性的进一步恶化。
因此,对于大规模风电功率波动的控制还要有能够满足风电场功率瞬时骤变的系统调峰速率。
(3)导致潮流断面重载增加并降低系统稳定风电场的地理位置基本上处于远离负荷中心的主网架末端,一般接入到网架结构比较薄弱的配电网上,因此当其大规模集中发电时可能造成上网点附近多个输送断面的潮流发生重载。
同时由于风电输送的“电气距离”相当远,大量运行的风电机组又使得系统转动惯量变小,因此一定程度上减弱了系统对振荡的阻尼作用,降低了系统运行的稳定性。
(4)增加系统无功调节难度且降低电网抵御故障的能力风电场在正常运行时需要吸收大量的无功功率来建立旋转磁场,其无功需求一部分可通过自身的无功补偿设备来提供,另外相当一部分仍需从主网来吸收。
因此大规模风电场的集中运行,必将提高从电网中吸收的无功功率,进一步增加线路、变压器等设备的损耗,降低系统的无功储备度。
这就一方面要求需在风电场附近的厂站合理配备一定容量的无功补偿设备,另一方面则必须要提高系统的无功调节能力,从而增加了系统电压调节和无功管理方面的难度。
同时,由于风电机组本身对电压几乎不具备任何调节能力,其低电压保护的动作限值一般仅设置到0.7-0.9倍的额定电压,在母线电压发生小幅的扰动时,风电机组就会简单地切除以保护自身设备。
当系统发生较严重的故障引发大面积电压跌落时,集中运行的风电机组又会瞬时成批地解列,造成恶劣的连锁反应和对系统的二次冲击,甚至可能会诱发系统振荡和电压崩溃。
因此风电的大规模集中并网运行,会进一步降低电网对故障的抵御能力,对电网的安全稳定控制提出了更高的要求。
许睿超,罗卫华:大规模风电并网对电网的影响及抑制措施研究;东北电力技术,2011[2]3、吉林电网(1)大规模风电接入对电网暂态稳定性的影响如果地区电网足够强壮,则系统发生故障后风电机组在故障清除后能够恢复机端电压并稳定运行,地区电网的暂态电压稳定性便能够得到保证;如果地区电网较弱,则风电机组在系统故障清除后无法重新建立机端电压,风电机组运行超速失去稳定,就会引起地区电网暂态电压稳定性的破坏,此时,需利用风电场或风电机组的保护将风电场或风电机组切除以保证区域电网的暂态电压稳定性;或者通过在风电场安装动态无功补偿装置、及利用变速风电机组的动态无功支撑能力在暂态过程中及故障后电网的恢复过程中支撑电网电压,保证区域电网的暂态电压稳定。
(2)风电机组低电压穿越能力问题低电压穿越(LVRT)指在风机并网点电压跌落的时候风机能够保持并网,甚至向电网提供一定的无功功率,支持电网恢复电压,直到电网恢复正常,从而“穿越”这个低电压时间。
当风电在电网中所占比例较低时,若电网出现故障,风机就实施被动式自我保护而立即解列,不用考虑故障的持续时间和严重程度,从而最大限度地保障风机安全,这种情况是可以被接受的。
然而,当风电在电网中所占比例较大时,若风机在系统发生故障时仍采取被动保护式解列方式,则会增加整个系统的恢复难度,甚至可能加剧故障,最终导致系统其他机组全部解列,此时对风电机组必须要求风电机组具有相应的低电压穿越能力,且必须采取有效的低电压穿越措施,以维护风场电网的稳定。
迟永宁等:大规模风电并网引起的电力系统运行与稳定问题及对策;电力设备,2008[11]二、调度等方面问题分析1、风电并网对系统运行成本和电网调度运行的影响(1)风电并网对系统运行成本的影响。
风力发电的运行成本与火电机组相比很低,甚至可以忽略不计。
但是风力发电的波动性和间歇性使风电场的功率输出具有很强的随机性,目前的预报水平难以满足电力系统实际的运行需要。
为了保证风电并网后系统运行的可靠性,需要在原有运行方式基础上,额外安排一定容量的旋转备用以维持电力系统的功率平衡与稳定。
可见风电并网对整个电力系统具有双重影响:一方面分担了传统机组的部分负荷,降低了电力系统的燃料成本,另一方面又增加了电力系统的可靠性成本。
伊雪峰,姚兴佳.风电成本及影响因素分析[J].农村能源,1996(1):30-32.文献以美国最近完成的风电项目为例,介绍了一种估算风电成本的简易方法,分析了影响风电成本的主要因素,着重阐明了现代技术在降低成本中的作用。
俞海淼,周海珠,裴晓梅.风力发电的环境价值与经济性分析[J].同济大学学报,2009,37(5):704-707.文献在现有排污收费标准和美国环境价值标准的基础上以预防污染发生的代价作为环境成本,对风力发电的环境价值以及风电和火电经济性展开分析研究,结果表明风电具有良好的经济性和广阔的发展前景。
(2)风电并网对电网调度运行的影响。
风电接入给电网带来的调度问题及额外备用容量的要求完全是由于风的随机及间歇特性引起的。
在风电功率无法预测时,电网必须按比较保守的方案为风电留出足够的备用容量以平衡风电功率的波动;而当风电功率可以预测并且有足够的精度时,将风电功率作为负的负荷叠加到负荷预测曲线上,就可以像传统的电力系统调度方式一样根据预测的负荷与风电功率安排常规机组的发电计划,从而优化发电机组的开机组合,降低整个电网运行的费用。
袁铁江,晁勤,吐尔逊·伊不拉音,等.电力市场环境下含风电机组的环境经济调度模型及其仿真[J].电网技术,2009,33(6):67-71.文献提出了火电机组名义环境补偿成本,同时考虑了风电备用容量补偿成本,建立了电力市场环境下含风电机组的环境经济调度模型。
为了降低风电接入对电网调度的影响及对备用容量的要求,进行风电功率预测是十分必要和迫切的。
王丽婕,冬雷,廖晓钟,等.基于小波分析的风电场短期发电功率预测[J].中国电机工程学报,2009,29(28):30-33.文献采用小波分析和人工神经网络结合的方法对风力发电功率短期预测进行研究,通过小波变换将信号分解为不同频段的子序列,利用神经网络对各子序列分别建模预测,最后将预测结果叠加。
文献[8]建立了风电功率预测的神经网络模型,分析了实测功率数据、不同高度的大气数据对预测结果的影响,建立了基于神经网络的误差带预测模型,实现了误差带预测。
(3)风电并网对电能质量的影响风电场并网运行会在一定程度上影响电能质量。
主要包括电压、频率、谐波、电压波动和闪变以及电压暂降等几个方面,其影响程度与风电机组的类型、控制方式、风电场布置、所接入系统的短路容量以及线路参数等诸多因素有关。