风电并网对电压稳定的影响

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探讨风电接入系统后的电压稳定问题

探讨风电接入系统后的电压稳定问题

2020年12月探讨风电接入系统后的电压稳定问题郜晓娜,张祥龙(贵州电网有限责任公司遵义供电局,贵州遵义563000)【摘要】风电技术的发展速度不断加快,与其相关的技术手段在实践中也在不断改革和创新。

风电接入系统之后,电网电压的稳定问题受到了人们的广泛关注和重视,同时该问题也逐渐复杂化,涉及的影响因素比较多。

因此,本文针对风电接入系统后的电压稳定问题进行分析,为提高风机技术的使用性能提供有效保证。

【关键词】风电接入;接入系统;电压稳定;稳定问题【中图分类号】TM714.2【文献标识码】A【文章编号】1006-4222(2020)12-0123-02电压的稳定其实主要是指电力系统在正常运行过程中,在给定的稳定状态背景下,其运行过程中会受到一定的干扰影响。

在受到干扰之后,电力系统的负荷节点对应的电压可以达到一种平衡状态,也就是可以达到平衡点的电压值。

近年来,随着经济的快速发展,世界范围内出现的电压崩溃事件非常多,这些事件的发生导致电压稳定在整个电力系统的规划和建设中得到非常多的关注和重视。

风电的发展速度不断加快,风机的电压具有非常高的敏感性特征,所以风电在接入系统之后的电压稳定问题需要引起重视。

通常情况下,如果是从传统的角度出发,普遍认为电压稳定问题是负荷侧的问题,也就是电网的末梢会出现稳定问题。

但是我国的风资源在分布方面一直以来都处于非常不均匀的状态,很多风资源比较丰富的地区,基本上都与负荷中心的距离比较远。

由于受到这种客观环境的影响,导致风电接入系统之后,电压稳定问题逐渐从末梢电网转移到了主干网架,所以在针对该问题进行处理时,也要及时转变处理思路,为风电接入系统的电压稳定问题提供有效处理措施。

1导致系统电压出现崩溃风险的因素分析风电机组在正常运行过程中,对电压的敏感性非常强。

因此,基本上所有的分机在实际应用过程中,都会在其中为其配备低电压的保护措施。

也就是风电机组在运行时,其机端电压如果已经出现低于标准值的情况,那么风机就会直接自动脱网,并且退出运行。

风电场并网对电网的影响有哪些

风电场并网对电网的影响有哪些

风电场并网对电网的影响有哪些在当今能源转型的大背景下,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,得到了快速发展。

风电场的规模不断扩大,其与电网的并网运行也成为了电力系统中的一个重要环节。

然而,风电场的并网并非一帆风顺,它给电网带来了一系列的影响,需要我们深入了解和研究。

风电场的输出功率具有间歇性和波动性。

这是由于风能的随机性和不确定性所决定的。

风速的变化会直接导致风电机组输出功率的波动,而且这种波动在短时间内可能会相当剧烈。

当大量的风电机组并网时,这种功率波动会在电网中叠加和传播,给电网的频率稳定带来挑战。

电网频率是衡量电力系统运行稳定性的重要指标,如果频率偏差过大,可能会导致电网中的设备故障,甚至引发停电事故。

风电场的无功功率特性也对电网产生重要影响。

风电机组在运行过程中需要从电网吸收或向电网注入无功功率,以维持自身的电压稳定。

然而,不同类型的风电机组在无功功率的控制和调节能力上存在差异。

一些早期的风电机组可能无法有效地进行无功调节,这就可能导致电网局部电压的波动和偏差。

电压的不稳定不仅会影响电力设备的正常运行,还可能降低电能质量,给用户带来不良影响。

风电场的接入还会改变电网的潮流分布。

传统电网的潮流分布是基于固定的电源和负荷分布计算的。

但风电场的接入位置和出力大小是不确定的,这就使得电网中的潮流不再是固定不变的。

新的潮流分布可能会导致某些线路过载,而另一些线路则轻载,从而影响电网的输电效率和经济性。

为了应对这种变化,电网需要加强规划和改造,增加输电线路的容量或者调整电网的结构。

另外,风电场的故障穿越能力也关系到电网的安全稳定运行。

当电网发生故障时,风电机组需要具备一定的故障穿越能力,即在短时间内保持不脱网,并向电网提供一定的无功支持,以帮助电网恢复正常运行。

如果风电机组的故障穿越能力不足,大量风电机组在故障时脱网,将进一步加剧电网的故障程度,甚至可能引发连锁故障,导致大面积停电。

风电场的并网还对电网的电能质量产生影响。

风电大规模并网对电网的影响

风电大规模并网对电网的影响

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。

大规模风电并网对电力系统稳定性的影响及应对措施

大规模风电并网对电力系统稳定性的影响及应对措施

三、1987年7月23日,日本东京电力系统电压稳定 性事故
• 事故起因: • (1)中午13时,负荷为38200MW,f,U
均保持正常,随后,负荷以每分钟400MW 速度增长,是过去同年2倍,调度中心投入 了所可用的并联电容器组和增发了可能旋 转备用无功功率,电压仍下降。
• (2)中年13时10分负荷上涨到历史新记录, 39300MW·U继续下降。西部地区500KV系 统电压下降至370KV,中部地区电压下降 390KV,f上升到50.74HZ,主干线传输网 上及电压持续下降,而电流不断增加致使 地区,继保动作,造成两个500KV变电所 和一个275KV变电所停运,负荷损失达到 8168MW,有280万用户受事故影响。
(2)故障发展使其余运行线路过负荷,53 S内所有Harma变电站400KV、220KV、 132KV线路相继因低压过流,由保护断 开,从而消弱整个系统联系。引起西部 和中部电压大大降低,结果使北部至中 部线路也全部切除。
(3)与挪威相连400KV线路解列。
(4)连接sealand的132KV线路以及连接
第四部分 提高电力系统电压稳定性的措施
• 一、电力系统规划设计方面 • 应考虑经常条件外,应满足以下技术要求: • (1)合理划分受端系统,电源(远方及就
地),接入和系统联络线三大部分。尽可能提高 网络极限能力和增强负荷中心电源对电调控能力。 (日本东京电力系统经验教训应引起我们重视) • (2)规划设计电力系统时应注意防止因负荷 转移引起恶性连锁反应,造成电力系统电压崩溃 性事故。(美国西部1996年两次电压崩溃) • (3)电网的结构应保证运行时的灵活性。
(3)发电机组励磁输出限制方面,事故中 一些发电机组励磁输出达到上限,限制
了机端电压调整和事故过程中无功功率 输出。

新能源电场并网对电网安全稳定运行的影响及应对

新能源电场并网对电网安全稳定运行的影响及应对

新能源电场并网对电网安全稳定运行的影响及应对摘要近些年来我国新能源发电技术不断发展,新能源发电对我国电力安全的保障以及环境的保护能够发挥极为有效的促进作用。

然而在新能源电力实际使用过程中,由于新能与电力或火力为主的传统能源发电不同,存在一定的不稳定性,因此并网过程中存在的难度较高,新能源发电直接并入原有电网一定程度上可能造成电网运营的风险。

其中风能发电作为较常见的新能源电能,不稳定的特点尤为显著,本文以风能发电为例进行了新能源电力并网安全性保障的探讨。

关键词:并网运营运营安全技术应对引言作为一种历史较长并且消耗较小的新能源电能,风能发电在所有新能源电力当中属于较为常见的一种类型。

风能发电产生的电能在归入整体电网使用过程中,限制性最大的问题为该种类型的电能稳定性较差,受到外部环境的影响较为严重,因此在并网技术使用不当的情况下,风电并网可能导致电网运营产生一定的问题,本文就此类问题如何解决进行了探讨。

1 风电当前的发展情况以及风电并网的主要特征1.1 当前情况下我国风电整体产业的发展以及主要的特征作为一种使用历史较为悠久的能源,风能已经得到了较为普遍的使用。

从我国风电能的储备而言,我国总体风电的储备达到了10亿千瓦以上,其中陆地的储量大概2.53亿,海洋储量大概7.47亿。

根据国家能源局2015年的相关发布,仅海上风能发电设备的规划装机总量已经达到1053万千瓦。

从并入总体电网的电能总量而言,2017年达到16367万千瓦,较上年提高10.5%;2018年达到18426万千瓦,提高12.4%;截止2021年底,总量达到2.99亿千瓦。

目前我国风电利用的主要问题在于并网难度较高,存在较为普遍的并网技术问题。

1.2 风电的主要特征以及影响并网的主要技术难点风电对场地的需求较大,一般需要多台设备联合发电,对风能实现更为有效的运用。

虽然风电对环境影响极小,且该种电能在并入总体电网使用过程中确实存在一定问题。

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

风电并网对电力系统电压稳定性的影响摘要:随着科技的快速发展,风力发电机技术得到了不断的更新,相应的单元结构得到了优化,有关性能得到了提高。

在这种形势下,风电正逐步走向产业化。

加速风能的开发和利用,有利于提高保护环境和减少能源消耗。

事实上,风力发电机的功率是非常不稳定的,在风电场并网的时候,会对电力系统的电压稳定性和安全性产生很大的影响。

因此,对风电场并网带来的电力系统稳定性的影响进行系统的了解,有助于明确科学的管控措施,从而保证电网运行的稳定性。

关键词:风电并网;电力系统;电压稳定性前言:风力发电是一种新的可再生能源,在全球范围内得到了快速的发展。

目前,我国风电建设正处于高速发展期,大型风电机组接入电网是风电发展的必然要求。

风电场接入电网分析是风电技术三大核心问题之一,对风电场的规划、设计、运行等方面都有重要意义。

随着风电机组装机容量在电网中的比重不断增大,风电机组对电网的影响也日益突出。

为了保证电网的安全稳定运行,有必要对其进行深入的分析。

1风电并网的主要问题1.1电压波动和闪变目前大部分风电机组都已实现了软并网,但是,由于风电机组的起动存在着很大的冲击。

当速度大于切断速度时,风扇将在额定输出功率下自动停止运转。

若风电场中全部风机在同一时间运行,则其对配电网络的影响将非常显著。

除此之外,风速的变化以及风机的塔影效应都会造成风机出力的波动,而其波动恰好处于可以产生电压闪变的频率范围之内(小于25 Hz),当风机在正常运转时,也会给电网带来闪变问题,对电能质量造成影响。

风电并网运行时,造成电网电压波动、闪变等现象的主要原因是风电机组出力不稳定。

风力发电系统中的有功与无功共同作用于电网电压的变化。

风力发电机的有功功率在很大程度上取决于风速;对于无功而言,恒速风力机所需的无功会随着有功的变化而变化,而双馈电动机通常都是恒定的功率因子,所以其无功的变化幅度很小。

风电并网后,除了在连续运行的情况下,还会在启动、停机以及机组的切换等过程中发生电压波动与闪变。

风电机组并网对电网稳定性的影响研究

风电机组并网对电网稳定性的影响研究

风电机组并网对电网稳定性的影响研究随着清洁能源的应用不断推广和普及,风电场的规模越来越大,风电机组并网对电网稳定性的研究也成为人们关注的焦点。

目前,风力发电已经成为国内外清洁能源发电领域的重要组成部分,具有环保、可再生、资源丰富等特点,但同时也存在一定的问题,如与电网的接口问题、电压和频率调节问题等。

本文将从风电机组并网对电网稳定性的影响角度,探讨这些问题及对策。

风电机组并网后,将会对电网的频率稳定性产生一定的影响,这是因为风力发电具有不可控的随机性,容易影响电网的频率。

在风电机组并网过程中,要协调风力发电与电网的负荷之间的关系,合理地调控风电机组的出力,以保持电网的稳定运行。

因此,对于风电机组并网的电站来说,首先需要对电网的频率稳定性进行认真分析,从而采取恰当的措施来维护电网的稳定性。

风电机组和电网在并网过程中,容易造成电压波动和电压失控等问题。

这是由于风电机组的出力不稳定,会对电网的电压产生影响,导致电压波动频繁发生。

因此,为了保证电网的电压稳定性,风电机组并网时需要通过检测电压的变化,并及时调整风电机组的出力,以使电网处于良好的电压稳定状态。

短路电流是指在电网故障的情况下,电流通过短路路径流经电压源之间的最大值。

风电机组并网后,由于其直接并入电网,会对电网的短路电流产生影响。

在风电机组并网时,需要进行充足的短路电流计算,以确定风电机组的并网能力,同时采取相应的措施来保证电网的短路电流及安全运行。

为了保证风电机组并网后不对电网造成不良影响,需要采取以下措施:1、严格执行风电机组与电网相互作用的标准和规范,监测和维护机组的技术参数,确保风电机组能够安全地并入电网。

2、采取适当的优化控制算法,协调风电机组输出功率与电网负荷需求之间的关系,实现稳定的电力输出,保持电网的稳定运行。

3、对于新建的风电场,应对其电源电缆、配电设备及通信系统进行规划和设计,保证电能的可靠供应、运行的安全性和监测系统的有效性。

风电并网对电能质量的影响及治理

风电并网对电能质量的影响及治理

风电并网对电能质量的影响及治理摘要:风力发电具有环保清洁的特点,是现在非常流行的一种可再生能源的一种利用方式,对缓解我国的能源危机,实现可持续发展战略具有重要意义。

我国风力发电经过一段时期的发展,已经具备一定的规模。

但是风力发电并网却对电能质量产生了一些不良的影响,严重阻碍了风力发电的持续发展。

因此,做好风力发电并网对电能质量影响的研究,积极采取措施进行治理,是我国现阶段不可推卸的责任。

关键词:风电并网;电能质量;影响及治理1风电并网对电能质量的影响1.1电压偏差问题电压偏差时风电并网对电能质量不良影响之一,主要是由于系统的无功功率不平衡引起的。

电压偏差的产生主要是在供电系统运行的时候,其在某一个节点中的电压与供电系统的额定电压所产生的差值,这个差值与供电系统的标称电压之间的百分数就叫做这个节点处的电压偏差,正常情况下来说,35kV及以下的供电系统的三相供电的电压正负的偏差绝对值是不超过其标称电压10%的,对于10kV以及以下的三相供电电压其允许的偏差是在标称电压±7%的范围内的,而对于220V的单相供电电压其偏差是在标称电压的7%-10%的范围内。

我们知道,电力系统的无功功率会进入输电网络,从而使得电路首末端产生较大的电压差。

在风力发电并网的过程中,虽然通过并联电容器补偿来调节电压,但是由于电容器投切过程中,存在调节不平滑的问题,也就是说,电力系统的负荷和发电机组的出力都是在不断发生变化的,电网的结构也随着运行的方式变化而变化,这就引起了电力系统运行功率不平衡,同时,这种调节是阶梯性变化的,无法实现最佳的补偿。

这也就导致了无功功率的波动,从而最终引起电压的偏差问题,影响电网的稳定运行。

1.2电压波动问题风电机组电压波动的原理主要是其线路阻抗上所存在的压降,输出功率中有功电流的分量作用在相应的线路电阻上,压降表示为R*Ir,输出功率中无功电流的分量作用在相应的线路电抗上,压降表示为jX*Im,这样就形成了一定的电压压降,当风电机组输出功率发生波动的时候,有功电流以及无功电流就会随着发生变化,从而引起电网电压的波动。

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

大规模风电接入电网的相关问题及措施随着可再生能源的风电成本不断下降和环保问题的日益凸显,大规模风电接入电网已经成为可再生能源发展的重要方向之一。

大规模风电接入电网所面临的问题也逐渐受到人们的关注。

本文将围绕大规模风电接入电网的相关问题和解决措施展开讨论。

1. 电网稳定性问题大规模风电接入电网会对电网的稳定性造成一定的挑战。

风电的不确定性和间歇性会对电网的频率和电压造成一定的波动,可能引起电网的失稳甚至导致电网大面积的停电事故。

2. 输电损耗问题大规模风电通常会建设在偏远地区或离电网较远的地方,这就需要通过长距离输电来将风电的电力输送到负荷中心,这样会引起较大的输电损耗,同时也会增加输电线路的投资与维护成本。

3. 电网规划和建设问题对于许多地区来说,需要对电网进行一定的改造和升级,以适应大规模风电的接入。

这就需要进行电网规划与建设,同时要考虑风电与其他能源的协调和平衡。

4. 对可靠性和安全性的影响大规模风电接入电网会对电网的可靠性和安全性产生影响。

风电的随机性和变化性会对电力系统的频率和电压造成一定的冲击,因此需要制定相应的控制策略与技术手段,以确保电网的可靠运行和安全供电。

二、大规模风电接入电网的解决措施1. 技术方面的解决措施在技术方面,可以通过完善的电网规划与建设,采用先进的输电技术和智能电网技术,提高电网的输电能力和稳定性。

也需要研发并采用风电技术,改善风电的预测与调度能力,提高风电的可预测性和可控性,以降低对电网的影响。

2. 管理方面的解决措施在管理方面,可以加强电网的运行调度与管理,采用合理的电力市场机制,通过合理的电价激励机制来引导风电的消纳和调度。

也可以进行电网分布式控制与管理,提高电网的灵活性和韧性,以适应大规模风电的接入需求。

3. 政策方面的解决措施在政策方面,可以出台相关政策法规,制定风电发展的规划和目标,以保障风电接入电网的条件和环境。

也可以建立并完善相关的风电补贴政策和环境保护政策,以促进风电行业的发展。

风电机组并网对电网稳定性的影响研究

风电机组并网对电网稳定性的影响研究

风电机组并网对电网稳定性的影响研究1. 引言1.1 背景介绍风电机组是利用风能转换成电能的装置,是一种清洁能源发电方式。

随着环保意识的提高和可再生能源的发展,风电机组的装机容量逐渐增加,也越来越多地并入到电网中。

风电机组并网对电网稳定性的影响备受关注。

传统的电力系统主要依靠燃煤、火电等发电方式,这些发电方式不易受到外界因素的影响。

但随着风电机组等可再生能源的广泛应用,电力系统面临着新的挑战。

由于风能的不稳定性和不可预测性,风电机组并网对电网频率稳定性、电压稳定性、动态响应、短路电流以及传输能力等方面都会产生影响。

研究风电机组并网对电网稳定性的影响成为当前学术界和电力行业的热点问题。

了解风电机组并网与电网稳定性之间的关系,有助于更好地控制风电功率的输出,提高电网的可靠性和安全性。

本文将从多个方面对这一问题展开研究和探讨。

1.2 研究目的研究目的旨在探讨风电机组并网对电网稳定性的影响,具体包括频率稳定性、电压稳定性、动态响应、短路电流和传输能力等方面。

通过深入研究风电机组并网对电网的影响机制,可以为电力系统的规划、运行和控制提供科学依据,对于提高电网的可靠性、稳定性和经济性具有重要意义。

本研究旨在揭示风电并网在不同情况下对电网稳定性的影响规律,为电力系统的风电并网规划和运行管理提供技术支持,促进清洁能源的大规模应用和电力系统的可持续发展。

通过研究风电机组并网对电网的影响,可以为相关部门制定更为合理的政策和措施,提高电网运行的效率和可靠性,推动电力系统向低碳、清洁、智能的方向发展。

1.3 研究意义风力发电具有清洁、可再生、资源广泛等优点,被广泛应用于电力系统中。

随着风电机组规模的不断扩大,其并网对电网稳定性的影响越来越显著。

本研究旨在深入探讨风电机组并网对电网稳定性的影响,为电力系统运行提供科学依据和技术支持。

风电机组并网对电网频率稳定性的影响是本研究的核心内容之一。

风电机组的不稳定输出会导致电网频率波动,影响电网的稳定运行,因此有必要对其影响机理进行深入研究。

大规模风电并网对电力系统稳定性的影响及应对策略

大规模风电并网对电力系统稳定性的影响及应对策略

大规模风电并网对电力系统稳定性的影响及应对策略引言近年来,随着全球对可再生能源的需求不断增加,风电发电已成为最可行的选择之一。

然而,大规模风电并网对电力系统的稳定性产生了一系列的挑战。

如何应对这些挑战,保持电力系统的稳定运行,成为不容忽视的问题。

本论文将以大规模风电并网对电力系统稳定性的影响以及相应的应对策略为主题进行探讨。

一、大规模风电并网对电力系统稳定性的影响1. 发电波动带来的频率稳定问题大规模风电并网引入了更多的不确定性和变动性因素,由于风速的不稳定性,风电场的发电量会出现波动。

这种发电波动会对电力系统的频率稳定性产生一定的影响。

频率稳定性是电力系统正常运行的基础,发电波动产生的频率变化可能导致系统频率偏离额定值,进而影响系统的稳定运行。

因此,需要制定相应的应对措施以确保电力系统的频率稳定。

2. 电压稳定问题大规模风电并网会导致电力系统中的短路电流增加,进而影响系统的电压稳定性。

由于风电的不确定性和变动性,其发电功率对网侧电压的影响较大。

风电场的接入可能导致系统电压的波动,甚至引发电压不稳定的现象。

电压不稳定性对电力系统的设备安全运行和用户供电质量都会产生重要影响。

因此,必须采取相应的措施来解决电压稳定问题。

3. 功率控制问题大规模风电并网会引起系统功率波动,可能会产生电网负荷与风电出力的不匹配情况。

由于风电的输出功率较难控制,这给电力系统的运行带来了一定的困难。

功率控制问题的解决,对于保持电力系统的平衡运行至关重要。

二、应对策略1. 频率稳定问题的应对策略为了解决大规模风电并网带来的频率稳定问题,可以考虑以下措施:设置合理的调度策略,通过调整其他发电源的出力来平衡风电波动的影响;引入先进的频率响应控制技术,由风电场主动参与系统频率调控,提高系统的稳定性;制定风电场接入的频率稳定性评估标准和约束条件,以保证系统的频率稳定。

2. 电压稳定问题的应对策略针对大规模风电并网引发的电压稳定问题,可以采取以下措施:增加发电侧的无功支撑能力,通过合理的无功控制手段来调整风电场的输出功率;优化风电场与电网之间的电压控制策略,确保系统的电压在合理范围内稳定;采用电压稳定恢复装置和控制器等技术手段,提高电力系统的电压稳定性。

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

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。

风电机组并网对电网稳定性的影响研究

风电机组并网对电网稳定性的影响研究

风电机组并网对电网稳定性的影响研究【摘要】这篇文章探讨了风电机组并网对电网稳定性的影响。

在介绍了研究背景和研究意义。

在分析了风电机组对电网频率稳定性、电压稳定性、短路容量和传输容量的影响。

通过研究发现,风电机组的并网会对电网稳定性产生影响,其中包括频率的波动、电压的波动、短路容量的变化以及传输容量的限制。

最后在结论部分总结了风电机组并网对电网稳定性的综合影响,并展望了未来的研究方向。

这项研究对于提高风电并网系统的稳定性和可靠性具有重要意义。

【关键词】风电机组,并网,电网稳定性,影响研究,频率稳定性,电压稳定性,短路容量,传输容量,综合影响,未来研究展望1. 引言1.1 研究背景风力发电是一种清洁能源,具有环保、可再生的特点,逐渐成为世界各国推广的主要新能源之一。

随着风电技术的不断发展和成熟,风电机组逐渐大规模并入电网。

风电机组并网对电网稳定性造成了一定的影响,引起了学术界和工程界的广泛关注。

深入研究风电机组并网对电网稳定性的影响,探索风电技术在电网中的作用机理和影响程度,对于保障电网的安全稳定运行具有重要意义。

在风电机组不断并网的背景下,电力系统的稳定性问题日益突出。

风电机组的不确定性、间歇性和随机性特点,以及风力资源的分散性和波动性,会对电网的频率、电压稳定性、短路容量和传输容量等方面产生一系列影响。

研究风电机组并网对电网稳定性的影响对于促进清洁能源发展,维护电网安全运行具有重要意义。

1.2 研究意义风电机组并网对电网频率稳定性的影响是一个重要的研究内容。

由于风电的功率输出具有不确定性和波动性,风电并网会对电网频率的稳定性造成一定的影响。

研究风电机组对电网频率的影响,有助于改善电网的频率控制性能,确保电网频率在合理范围内波动。

风电机组对电网电压稳定性的影响也是一个需要重点关注的问题。

风电并网可能会引起电网中的电压波动,影响电网各个节点的电压稳定性。

研究风电机组对电网电压的影响,可以为电网的电压控制提供重要参考。

风电并网的静态电压稳定性研究

风电并网的静态电压稳定性研究

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第 2卷 第 1期 6 2 2 1年 1月 00 2 文章编 号 :6 4 3 1 (0 0 1— 0 5 0 1 7 — 8 4 2 1 )2 0 8 — 6
电 网 与 清 洁 能源
P w rS s m n la n r y o e y t a d C e nE eg e
e e ti s m f r n r r o n ce t es se T e l cr s t a e df ms ec n e tdwi t tm. h c y e t wi a a hh y
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国风 能 协 会 初 步 统 计 , 至 20 年底 , 国风 电机 截 09 我 组装 机规 模 为2 0 , 585MW 居世 界第 二 。 随着 风 电并 网容 量 的不 断增 加 , 电输 出功 率 风 的 波 动性 和 随机 性 给 电 网 的 电能质 量 [ 安全 运 行 1 _ 和
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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

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

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。

风电并网对电力系统电压稳定性的影响 程俊

风电并网对电力系统电压稳定性的影响 程俊

风电并网对电力系统电压稳定性的影响程俊摘要:风电并网的不确定性对电力系统电压、频率稳定、电能质量等方面的影响十分特殊,给电力系统带来的负面影响已到了不容忽视的地步。

欧美对风能开发较早,也最先开始重视风电并网对电力系统影响的研究,以及对风电接入系统、风电预测模型、风电成本预估模型、大容量储能系统的开发。

近些年,我国对风力发电的技术研发也在人、财、物能方面给予多方面支持和鼓励,这更加坚定了对稳定现代化电力系统安全的坚强决心。

关键词:风电并网;电力系统;电压稳定性;影响1风电机组的并网运行风力发电机组的并网运行,是将风力发电机组发出的电能送入电网,通过电网中的输电线路把电能输送到千家万户,利用强大而稳定运行的电网解决了风力发电的不连续、电能的储存等问题。

1.1并网运行的方式风力发电机组并网运行分为恒速恒频并网运行和变速恒频并网运行两种方式。

其中恒速恒频并网运行方式目前已普遍采用,具有简单、可靠的优点,但是对风能的利用不充分。

目前大部分国内风力发电机组的属于水平轴恒速恒频发电系统。

这种类型的风力发电机组的转速随风速的变化的影响小,可看做保持恒定转速下运行。

1.2风电机组并网运行的特点我国风能资源往往分布在偏远地区,因此距离电厂及用电负荷中心较远。

风力发电与传统能源的发电具有以下特征:风速不是稳定不变的,因此风电机组发出的电能也是随风速波动,电能输出也就会不稳定;风电机组中的发电机形式多样,可以是异步发电机、同步发电机或是双馈感应发电机,因此,无功功率特性复杂,产生电网电压偏差;风能为不连续能源,风电场的有功功率和无功功率将随风速变化,风电场的输出功率波动范围大。

2风电场并网运行的特点和常规火力发电厂里面运行的发电机组不同的是,风电场里面使用的机组是由其独特的特点的:(1)风力发电机组中包含大量的换流器;(2)风力发电机组的动力来源于风能,不可控因素太多;(3)相对于常规电厂的同步发电机容量,风力发电机组单机容量很小。

大型风电场并网对电网的影响分析

大型风电场并网对电网的影响分析
1 风 力发 电机 的并 网技 术
( 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

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。

风电机组并网对电网稳定性的影响研究

风电机组并网对电网稳定性的影响研究

风电机组并网对电网稳定性的影响研究随着新能源风电的快速发展,风电机组的并网接入已经成为电力系统中的重要组成部分。

风电机组的并网接入对电网稳定性有着不可忽视的影响。

本文旨在探讨风电机组并网对电网稳定性的影响并提出相应的解决方案。

1. 风电机组的间歇性特点风力发电是一种间歇性能源,受风速等自然因素的影响,风电机组的输出风电功率具有不确定性和波动性。

这种不确定性和波动性会对电网的频率和电压稳定性产生影响,尤其在大规模风电并网时更为明显。

2. 风电机组对电网频率的影响由于风电机组的输出功率具有波动性,当风速发生变化时,风电机组的输出功率也会随之改变,从而对电网频率稳定性产生影响。

特别是在短期内风速变化较大时,风电机组的并网可能导致电网频率的剧烈波动,从而对电网稳定性造成威胁。

二、风电机组并网对电网稳定性的改善1. 并网技术的改进针对风电机组并网对电网稳定性的影响,可以通过改进并网技术来提高电网的稳定性。

利用现代化的控制系统和智能化的调度算法,可以实现风电机组的平滑并网,减少对电网频率和电压的冲击。

适当控制风电机组的输出功率,在大风等条件下降低其并网功率,也可以减轻对电网的影响。

2. 多能源互补在多能源并网的情况下,可以通过风电机组与其他新能源设备(如光伏发电等)进行互补,实现多能源的平衡利用。

通过多能源的互补运行,可以平衡各种不稳定性,减少对电网的影响,提高电网的稳定性。

3. 电网规划优化风电机组的并网对电网的规划和建设提出了新的挑战,需要对电网进行规划优化,合理配置输电线路和变电设备,提高电网的容量和稳定性。

应充分考虑新能源设备的接入需求,制定相应的规划方案,确保电网的稳定运行。

四、结论风电机组的并网对电网稳定性有着不可忽视的影响,但通过技术改进和规划优化,可以有效提高电网的稳定性,实现新能源与传统能源的协调发展。

未来,随着风电技术的不断发展,风电机组的并网对电网稳定性的影响将进一步减小,为实现清洁、安全、高效的能源结构提供强有力的支持。

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风电并网对电压稳定的影响随着能源问题和环境问题的日益凸现,世界各国都重新调整各自的能源策略,大力开发新能源。

风能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源,风力发电因为技术比较成熟,可形成规模开发,近年来得到迅速发展。

目前,我国风电发展进入一个快速发展时期,2006年是我国实施《可再生能源法》的第一年,风电建设步伐明显加快,到2006年底,装机总容量达到约230万kW。

由于风力发电机组常采用不同于传统同步发电机组的发电技术,其稳态和暂态特性都与传统同步发电机组不同;大规模风电并网后,电网的电压稳定性、暂态稳定性和频率稳定性都会发生变化。

不同类型的风电机组,由于其结构不同,对电网的影响也不一样。

恒速恒频风电机组主要采用风力机驱动异步感应电机发电,然后直接接入电网;由于异步感应电机在发出有功功率的同时,需要从电网吸收无功功率,因此,其电压稳定性较低。

变速恒频风电机组由于可实现最大风能捕获、减少风轮机组机械应力等优点,成为主要的发展方向;其中基于双馈感应电机的风电机组由于降低了电力电子装置的容量,近年来,得到了广泛的发展;但由于变速恒频风电机组采用了电力电子装置,使得电磁功率与机械功率解耦,无法向电网提供惯性响应,对电力系统的频率稳定性产生不利影响。

随着我国对风电建设力度的加大,风电装机规模不断增加,大规模风电并网对电力系统产生的影响将逐渐突出,由此带来的相关系统问题将成为我国风电发展的主要制约因素之一。

大规模风电并网有两种情况:一是大型风电场接入输电网,二是多个小型风电场接入电力系统某一地方的配电网。

小规模风电场并网对电力系统的影响主要是以下几个方面:稳态电压值的上升、过电流、保护装置的动作误差、电压闪变、谐波、浪涌电流造成的电压降落。

大规模风电场并网对电力系统的影响除了以上那些方面外,还会有电力系统的震荡和电压稳定性问题。

因此只有对大规模风电场并网才有必要考虑电压稳定性问题。

风电机组类型和无功特性目前大型风力发电机组一般有两种类型,一种是采用异步发电机的固定转速风电机组,另一种是采用双馈电机或通过变频器并网的变速风电机组。

固定转速风电机组发出有功的同时吸收无功功率,不具备调压能力,其电压通过无功补偿和调节系统电压水平来调整;通过变频器并网的变速风电机组不具备发无功能力,但通过调节变频器,可以使并网时功率因数达到很高水平;变速恒频风电机组具备调压能力,在发出有功功率的同时可以发出无功功率,并可根据系统需要在一定范围内调节无功输出,但从目前国内安装的变速恒频风电机组情况来看,大部分没有应用调压功能,运行中保持机端功率因数为1.0。

大规模风电场并网的主要问题风电场并网运行对电网的影响由于风电具有随机性和间歇性特点,并网风电将对电网产生一定影响。

风电发展初期装机规模较小,与配电网直接相连,对电网的影响主要表现为电能质量,随着大规模风电接入输电网,系统调峰压力加大,系统稳定和运行问题突显。

电能质量风电机组对电能质量的影响主要表现在高次谐波、电压闪变和电压波动上,在采用双馈变速恒频风电机组的情况下较为严重。

并网风电机组在连续运行和机组切换操作过程中都会产生电压波动和闪变。

1、电压波动和闪变风力发电机组大多采用软并网方式, 但是在启动时仍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25 Hz) , 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。

风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的,会影响电网的电能质量,如电压偏差、电压波动和闪变、谐波以及周期性电压脉动等。

风力发电引起电压波动和闪变的根本原因是并网风电机组输出功率的波动。

电网电压的变化受风电系统有功和无功功率的影响。

风电机组输出的有功功率主要依赖于风速;在无功功率方面,恒速风电机组吸收的无功功率随有功功率波动而波动,双馈电机一般采用恒功率因数控制方式,因而无功功率波动较小。

并网风电机组不仅在持续运行过程中产生电压波动和闪变,而且在启动、停止和发电机切换过程中也会产生电压波动和闪变。

典型的切换操作包括风电机组启动、停止和发电机切换,其中发电机切换仅适用于多台发电机或多绕组发电机的风电机组。

这些切换操作引起功率波动,并进一步引起风电机组端点及其他相邻节点的电压波动和闪变。

2、谐波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, 会产生一定的谐波, 不过过程很短, 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, 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, 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.风电装置中电力电子器件是风电装置中最重要的谐波源;在风电系统中,由于异步机、变压电容器等设备均为三相,且采用三角型或Y型连接方式,故不存在偶次或3的倍数次谐波,即风系统中存在的谐波次数为5、7、11、13、17等。

风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。

但是对于变速风机则不然,因为变速风机通过整流和逆变装置接人系统,如果电力电子装置的切换频率恰好在产生谐波的范内,则会产生很严重的谐波问题。

电压波动与闪变的抑制目前, 大部分用于改善和提高电能质量的补偿装置都具有抑制电压波动与闪变的功能 , 如静止无功补偿器 (SVC)、有源滤波器 (APF)、动态电压恢复器 (DVR) ,以及配电系统电能质量统一控制器 (DS2Unicon)等.静止无功补偿器 (SVC)电压闪变是电压波动的一种特殊反映,闪变的严重程度与负荷变化引起的电压变动相关,在高电压或中压配电网中,电压波动主要与无功负荷的变化量及电网的短路容量有关。

在电网短路容量一定的情况下,电压闪变主要是由于无功负荷的剧烈变动所致。

因此,对于电压闪变的抑制,最常用的方法是安装静止无功补偿装置,目前这方面的技术已相当成熟。

但是,由于某些类型的SVC本身还产生低次谐波电流,须与无源滤波器并联使用,实际运行时可能由于系统谐波谐振使某些谐波严重放大。

因此,在进行补偿时,要求采用具有响应时间短、且能够直接补偿负荷的无功冲击电流和谐波电流的补偿器。

有源电力滤波器 (APF)要抑制电压闪变,必须在负荷电流急剧波动的情况下,跟随负荷变化实时补偿无功电流。

近年来,采用电力晶体管 (GTR) 和可关断晶闸管(GTO) 及脉宽调制 (PWM) 技术等构成的有源滤波器,可对负荷电流作实时补偿。

有源电力滤波器的工作原理与传统的 SVC完全不同,它采用可关断的电力电子器件,基于坐标变换原理的瞬时无功理论进行控制,其作用原理是利用电力电子控制器代替系统电源向负荷提供所需的畸变电流,从而保证系统只须向负荷提供正弦的基波电流。

有源电力滤波器与普通 SVC相比,有以下优点: 响应时间快,对电压波动、闪变补偿率高,可减少补偿容量;没有谐波放大作用和谐振问题,运行稳定; 控制强,能实现控制电压波动、闪变和稳定电压的作用,同时也能有效地滤除高次谐波,补偿功率因数。

动态电压恢复器 (DVR)在中低压配电网中,有功功率的快速波动同样会导致电压闪变,这就要求补偿装置在抑制电压波动与闪变时,除了进行无功功率补偿使供电线路无功功率波动减小外,还需提供瞬时有功功率补偿。

因而传统的无功补偿方法不能有效地改善这类电能的质量,只有带储能单元的补偿装置才能满足要求。

动态电压恢复器 (DVR)是将1台由3个单相电压源变流器构成的三相变流器串联接入电网与欲补偿的负荷之间。

这里的逆变器采用3个单相结构,目的是为了更灵活地对三相电压和电流进行控制,并提供对系统电压不对称情况的补偿。

该装置的核心部分为同步电压源逆变器,当线路侧电压发生突变时,DVR通过对直流侧电源的逆变产生交流电压,再通过变压器与原电网电压相串联,以补偿系统电压的跌落或抵消系统电压的浪涌。

由于DVR通过自身的储能单元,能够在 ms级内向系统注入正常电压与故障电压之差,可用于克服系统电压波动对用户的影响。

因此,它是解决电压波动、不对称、谐波等动态电压质量问题的有效工具,是面向负荷的补偿装置,起到将系统与负荷隔离的作用。

该装置仅对特定负荷加以补偿,所以其容量仅取决于负荷的补偿容量和要求的补偿范围。

目前,大部分DVR装置的直流侧采用电容来提供直流电压,只能提供有限的能量,若要求DVR长时间提供电压补偿,则必须让 DVR输出的电压和电流垂直,这样 DVR装置不提供有功,只进行无功交换,即可满足长期工作的要求。

统一电能质量控制器及其他补偿装置统一电能质量控制器 (UPFC) 结合了串、并联补偿装置的特点,具有对电压、电流质量问题统一补偿的功能,属于综合的补偿装置。

含有储能单元的串、并联组合的用户电力综合补偿装置,除了应用于配电系统的谐波补偿外,还可以解决瞬时供电中断和电压波动等动态电压质量问题,提高供电的可靠性。

电网的调峰能力取决于地区负荷水平及特性、电源结构和备用容量大小。

风电场出力可以看作为负的负荷,风电场接入电网后加大了电网的等效负荷的峰谷差。

风电场总的出力范围约为风电装机的2%~70%(地理分布越广,装机容量越大、风电场出力越平滑)。

在地区无风的情况下,电网调峰压力加大。

地区电网的调峰能力一定程度上限制了并网风电的总规模。

在风电比较集中地区宜建设一定容量调节速度快、性能好的电源(例如抽水蓄能电站)配合风电的运行,提高系统调峰能力,增加电网接受风电的容量。

电网稳定性大型电网具有足够的备用容量和调节能力,对于小容量风电场一般可以不考虑风电进入引起频率稳定性问题,但是随着并网风电规模的加大,频率稳定问题将会有所突出,风电机组宜考虑参与系统频率控制。

由于风能具有随机性、间隙性的特点,和风电场采用异步发电机的一些特性,随着风电装机容量的增加,在电网中所占比例的增大,使得风电的并网运行对电网的安全、稳定运行带来重大的影响,其中最为突出的问题就是使风电系统的电能质量严重下降,甚至导致电压崩溃,因此研究电压稳定性是极其必要的。

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