关于风电不确定性对电力系统影响的评述 王娜娜

关于风电不确定性对电力系统影响的评述王娜娜

发表时间：2019-06-21T09:18:58.757Z 来源：《电力设备》2019年第1期作者：王娜娜[导读] 摘要：风电的不确定性是固然存在的，我们在利用风电的过程中，应该要思考如何提升风电的应用效果，避免风电对电力系统造成不良的影响。

（内蒙古电力（集团）有限责任公司呼和浩特供电局内蒙古呼和浩特 010000）摘要：风电的不确定性是固然存在的，我们在利用风电的过程中，应该要思考如何提升风电的应用效果，避免风电对电力系统造成不良的影响。本文主要研究了风电的不确定性，探讨了风电不确定性对电力系统的影响，并提出了一些对策和建议，避免风电对电力系统造成不良的影响，希望可以为今后的风电应用提供借鉴，更好的应用风电能源。

关键词：风力发电；不确定性；发电系统；影响风力发电主要是依靠自然条件中的风力来进行发电，从而能够更好地解决传统火力发电中产生的环境污染，和不可再生能源的消耗问题。但是，风力发电有着较多的不确定性，只有充分认识这些不确定性及其对风电系统的影响，才能够更好促进风电系统的稳定发展，更好地为工业生产和居民生活提供稳定的电力资源。

一、风电不确定性

（一）风速

就风速来说，其不确定性体现在多个方面，比如，平均风速、脉动风速，主要体现在其时空分布方面，极易受到多方面因素影响，比如，地形、高度、空气密度。想要确定风速，其难度相当大，无法充分考虑影风电功率的一系列因素，导致呈现出的风速时空分布结构图并不完整，无法准确把握风速，客观评价相关方面，无法准确把握风电不确定性。

（二）风电转换、风电系统外部

就风电转换来说，其也存在一定的不确定性，受到多方面因素影响，比如，故障、检修、风速超过限制，也和电力系统运行中机组运行情况、最大风电功率追踪动态变化等紧密相连。同时，就风电系统外部来说，也存在一定的不确定性，比如，负荷、突发事件。在电网运行过程中，其调度建立在定量分析基础上，相关人员要综合分析影响风电系统一系列因素的基础上，从不同角度入手对“风电、负荷”的“同向、反向”波动进行全方位客观定量分析，还要准确把握电网调度在充裕性、稳定性方面的影响。针对这种情况，相关人员必须多角度准确把握风电系统运行特点以及运行环境，准确把握其存在的不确定性，及时解决其存在的隐患问题，确保风电系统有着良好的运行环境，处于高效运行中。

二、风电不确定性对电力系统的影响

根据以上的分析和论述可知，利用风力资源进行发电时，由于风速的波动性及间歇性等特点，从而使得风电具有很多的不确定性。这些不确定性对系统会产生重要的影响，主要体现在以下几个方面： 2.1风电不确定性对系统频率的影响

对于风力发电系统来讲，其频率也是系统性能评估的重要指标，而风电不确定性对于系统的频率有着重要的影响，主要体现在以下几个方面：第一，使得风力发电系统的频率产生抖动，这时因为当风速发生变化时，电力系统的性能会根据风速进行相应的变化，从而引起系统频率的变化；第二，为了更好地确保风电系统的稳定性，因此会针对风速的特点，对系统的频率进行调节，从而能够使得系统的频率趋于稳定和正常。

2.2风电不确定性对电压的影响

风电不确定性是风力发电系统电压产生变化的重要原因，同时也是决定输出电压的重要指标。而风电不确定性对于电压的影响主要体现在以下几个方面：第一，使得电压的值出现峰值和低谷的情况，由于风电不确定性电压也会随着相关的因素进行波动，从而使得电压忽高忽低，在监控中看到峰值和低谷的现象交替出现；第二，为了更好地控制风电不确定性对系统电压的影响，通常在风力发电系统中会存在多个发电机组，这些机组的电压具有一定的取值范围，当风力产生变化时，会使得系统的电压落入某个机组的取值范围内，从而能够避免电压产生较大幅度的波动。

2.3风电不确定性对系统稳定性的影响

风电不确定性在很大程度上会影响风力发电系统的稳定性，主要体现在以下几个方面：第一，会导致风力发电系统的稳定性变差，由于风力资源是在时刻变化着的，因此风力发电系统的相关指标会在一定的范围内进行波动，从而导致风力发电系统的稳定性变差，进而影响工业和居民的生活用电；第二，为了更好地控制风力发电系统的稳定性，需要购买一些专业的设备，从而更好地应对风速、风力的相关变化，进而提高了风力发电系统的运行成本。

2.4风电不确定性对系统性能的影响

风力发电系统的性能是非常重要的，能够确保在一定范围内满足工业用电和居民生活用电的需求。但是，风电不确定性会对系统的性能产生重要的影响，主要体现在以下几个方面：第一，对于电力输送设备的影响，风电不确定性会影响到发电系统的各项参数，而这些参数的不断变化对于电力输送设备也有一定的性能要求，从而导致电力输送的过程变得更加复杂和困难；第二，风电不确定性会对发电系统的性能产生一定的影响，系统的性能会产生一定的波动，从而需要很多的性能控制设备，将电力系统的性能控制在合理的范围内，进一步降低对居民用电和工业用电的影响。

三、缓解风电不确定性对电力系统造成影响的对策

3.1解决风电并网带来的调峰困难问题

要解决调峰问题就要求加大对直调电厂低谷调峰的考核力度，进一步完善直调电厂低谷深度调峰辅助服务的补偿措施。一是在风电集中的地区加入储能装置，则可在频率超过一定范围后对风电的出力运行进行适当调整，并能充分保证风电出力在延迟一定的时间后退出运行。二是利用抽水蓄能电站调峰，它启动迅速，运行灵活可靠，因为火电厂调峰速度较慢，跟不上风电出力变化速度，利用抽水蓄能调峰，既合理的利用了风能，又彻底地解决了由于风能并网导致火电厂大幅调峰造成的运行不经济的风险。三是加强风电场出力统计总结，得出季节性规律，从而合理安排火电厂开机方式，使能源得到合理运用。

3.2解决风电并网带来的电压问题

一是需在风电接入集中地区安装静止无功补偿器（SVC）等柔性交流输电系统（FACTS）设备，减少风力发电功率波对电网电压的影响，提高系统的稳定性。二是加强地区二级电压控制。在风电接入地区，由于风功率出力变化引起的电压波动较大，枢纽节点需要补偿的无功功率变化亦较大，建议在具有大容量风电场接入的地区建设地区二级电压控制，以协调该地区的无功功率的分配，优化地区电网的潮流，维持风电接入地区电网电压的安全稳定。由于风电场自身具有无功-电压的调节能力，在地区二级电压控制过程中，应充分利用风电场无功调节能力，并配合地区电网内的其他无功功率源，建立地区电网的AVC协调机制。

3.3解决风电并网安全须定量分析风电场对主电网运行的影响

一是要从稳态和动态两方面来考虑。稳态分析就是对含风电场的电力系统进行潮流计算。对不同类型风电场的潮流计算方法也有所差异。对于异步发电机组组成的风电场。采用风电场、主系统分别迭代的方法。二是从动态分析考虑风电厂风机出口升压变压器，由于整个风电场升压变数目众多，有成百上千台，叠加起来数量不小，存在电压稳定性问题。三是提高风电场的故障穿越能力。电网发生故障时，应采取措施对风电场进行相应功率控制，提高风电场的故障穿越能力，使其能够在故障期间一定范围内保持并网运行，向电网提供无功支持，以提高电网的稳定性。

结语

总而言之，在电力系统运行过程中，电力企业必须全方位准确把握风速、风电转换等风电不确定性，客观分析其对电力系统各方面造成的影响，比如，频率、电压，采取针对性措施最大化降低各风电不确定性因素的影响程度，降低故障发生率。以此，促使电力系统处于高效运行中，促使电力企业实现最大化的经济效益，走上长远的发展道路。

参考文献：

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