大型风电场并网运行的问题及其对策
大型风电场运行的特点及并网运行的问题
大型风电场运行的特点及并网运行的问题时间:2011-2-25 来源:<电器工业>广东电网公司茂名电白供电局区邓恩思近年来,我国风电已经迈向快速发展的步伐。
按装机总容量计算,我国已经超过意大利和英国,成为世界第6大风电大国。
大规模的风力发电必须要实现并网运行,然而由于风电自身的特点,大规模风电接入会对电网产生负面影响。
由于风力资源分布的限制,风电场大多建设在电网的末梢,网络结构相对薄弱,风电场并网运行必然会影响到电网的电压质量和电压稳定性。
由于风电本身具有不可控、不可调的特征,造成风电出力的随机性和间歇性。
而电网必须按照发、供、用同时完成的规律,连续、安全、可靠、稳定地向客户提供频率、电压合格的优质电力。
风电场并网的研究内容涉及到电能质量、电压稳定性、暂态功角稳定性及频率稳定性等。
本文主要介绍大型风电场并网对电力系统的影响及对策。
一、大型风电场运行的特点1、风能的能量密度小,为了得到相同的发电容量,风力发电机的风轮尺寸比相应的水轮机大几十倍。
2、风能的稳定性差。
风能属于过程性能源,具有随机性、间歇性、不稳定性,风速和风向经常变动,它们对风力发电机的工况影响很大。
为得到较稳定的输出电能,风力发电机必须加装调速、调向和刹车等调节和控制装置。
3、风能不能储存。
对于单机独立运行的风力发电机组,要保证不间断供电,必须配备相应的储能装置。
4、风轮的效率较低。
风轮的理论最大效率为59.3%,实际效率会更低一些,统计显示,水平轴风轮机最大效率通常在20%~50%,垂直轴风轮机最大效率在30%~40%。
5、风电场的分布位置经常偏远。
例如,我国的风电资源虽然比较丰富,但多数集中在西北、华北和东北“三北地区”。
由于风能具有以上特点,使得利用风能发电比用水力发电困难得多。
总之,风电的最大缺点是不稳定,风电系统所发出的电能若直接并入电网将影响局部电网运行的稳定性。
二、大型风力发电场并网运行引起的问题分析风电场接入电网一般有两种方式,一种是传统的并网方式,单个风电场容量均比较小,作为一种分布式电源,分散接入地区配电网络,以就地消纳为主;另一种是在风能资源丰富区域集中开发风电基地,通过输电通道集中外送,如欧美国家规划中的海上风电和我国正在开发的内蒙古、张家口、酒泉和江苏沿海千万千瓦级风电基地。
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。
风力发电并网的技术挑战与解决方案
风力发电并网的技术挑战与解决方案一、引言风能作为一种无污染、可再生的能源资源,正逐渐成为全球能源结构转型的重要推动力量。
随着技术的发展和市场的扩大,风力发电在全球范围内得到了广泛应用。
然而,与此同时,风力发电并网面临着诸多的技术挑战。
本报告将就风力发电并网的技术挑战及其解决方案展开详细的探讨。
二、风力发电并网技术挑战分析1. 储能技术不足风力发电的特点是波动性大,无法满足电力系统的稳定运行需求。
因此,储能技术成为解决风力发电并网难题的关键之一。
然而,当前储能技术仍然存在容量、效率、成本等方面的问题,限制了其广泛应用。
如何突破储能技术的瓶颈,提高其容量和效率,是当前亟待解决的问题。
2. 输电和电网技术问题随着风力发电规模的扩大,远距离输电问题成为亟待解决的难题。
长距离输电会引起输电损耗、电压稳定等问题,同时也对电网的稳定性和可靠性提出了更高要求。
因此,如何优化输电线路、提高输电效率,以及改善电网对风力发电的接纳能力,是风力发电并网技术面临的挑战之一。
3. 电力调度与配电问题风力发电具有不可控的特点,无法对其发电量进行精确预测和调控。
这对电力系统的调度与配电带来了一定的挑战。
如何通过智能化技术和预测算法,实现对风力发电的精确调度和优化配电,以保证电力系统的稳定运行,是风力发电并网技术亟需解决的难题。
三、风力发电并网技术解决方案1. 储能技术突破针对储能技术的限制,应加大研发力度,推动新型储能技术的突破。
例如,研发高效能量密度的电池、超级电容器等储能设备,提高储能系统的容量和效率,以满足风力发电的需求。
2. 输电和电网优化通过优化输电线路、减少输电损耗,可以提高远距离输电的效率。
同时,加强电网的调节能力和扩大电网规模,可以改善电网对风力发电的接纳能力。
此外,建设分布式电源,将风力发电与用户侧的电力需求相结合,有助于减少输电距离,提高电网的适应性和稳定性。
3. 智能调度与配电建立精确的风力发电功率预测模型,配合智能调度算法,可以实现对风力发电的精确预测和调控。
提升风电场并网稳定性的关键对策与建议
提升风电场并网稳定性的关键对策与建议摘要:本文旨在探讨提升风电场并网稳定性的关键对策与建议。
摘要首先介绍了风电发展背景与意义,指出风电场并网稳定性问题的重要性。
随后,对风电场并网稳定性现状进行分析,强调面临的挑战。
在关键对策与建议部分,提出了三方面的措施:技术改进、电网规划与运行优化,以及监测与预测能力增强。
技术改进方面包括提高风电场响应速度、增强控制能力和优化机组设计与运行。
电网规划与运行方面强调加强规划布局、提高调度能力和建立灵活运行机制。
监测与预测能力方面着重于建设完善的监测系统、提高预测准确性以及应用智能化运维技术。
以期能推动风电产业的可持续发展。
关键词:风电场;并网稳定性;技术改进;电网规划与运行;监测与预测随着全球对可再生能源的需求不断增长,风电作为一种清洁、可再生的能源形式得到了广泛应用。
然而,随着风电场规模的扩大和并网规模的增加,风电场并网稳定性问题日益凸显。
并网稳定性是指风电场与电网之间的相互作用,影响着风电发电的可靠性、稳定性以及对电网的影响程度。
因此,提升风电场并网稳定性具有重要的研究意义和实践价值。
本文旨在通过对风电场并网稳定性现状进行分析,明确问题所在,并提出关键对策与建议,以期为风电场的稳定运行和健康发展提供有效的解决方案。
一、风电场并网稳定性现状分析1.1 风电场并网稳定性的概念与意义风电场并网稳定性是指风力发电场与电网之间的相互作用情况,主要包括风电场的响应速度、控制能力以及对电网运行的影响程度。
在电力系统中,风电场作为不稳定性源之一,其接入电网会对电力系统的稳定性产生影响,因此提升风电场并网稳定性显得尤为重要。
风电场并网稳定性的提升意义重大。
首先,稳定的风电场并网可以保障电网的可靠运行,减少电网波动,降低事故风险。
其次,提高风电场的响应速度和控制能力,有助于增加风电对电网调峰调频的支撑能力,优化电力系统的供需平衡。
此外,改善风电场并网稳定性还有助于提高风电场的发电效率,降低发电成本,推动风电产业的健康发展。
大规模风电并网问题分析及应对策略研究
大规模风电并网问题分析及应对策略研究摘要:随着我国逐步改善和优化能源使用的结构,风电并网的规模不断扩大,发展速度逐年提升。
对于大规模风电并网中所出现的一系列问题进行评测和解决,是风电并网进一步发展过程中必须面对的一大问题。
本文详细分析了大型风电场运行的所面临的问题,并提出了与此相对应的解决措施,同时分析了大规模风电并网在预测风电功率等方面的重要性和必要性。
关键词:大规模风电并网;问题分析;应对策略1、前言为了使我国大规模风力发电的发展速度得到进一步的提升,我国相关部门应当在一定程度上加大研究风电并网技术的投入。
减少大规模风电场接入后,会给电力系统的正常运行造成一定的不利影响。
风力发电有以下几个重要特点:对环境的破坏性较小、储量较大和可再生。
通常来说,对风能进行调度和测量是比较困难的,这是因为风力往往具有间歇性和随意性,这导致了风电场运行的波动性较大。
尽管如此,风电仍然有着非常广阔的应用前景,未来几年内,风电很可能会成为三大主要能源之一,风电在电网之中所占的比例近年来逐步提升。
如果不能及时将风电并网产生的负面影响进行控制,会对我国未来大规模风电并网的建设规划造成影响。
因此,我们应当着力分析大规模风电并网存在的问题,并提出科学合理的解决措施。
2、现存问题及相应对策2.1对电网电压造成了一定的影响就目前的情况而言,我国许多地区都拥有丰富的风能资源,但这些地区往往与负荷中心距离较远,当大规模风力发电无法实现相应目标时,就必须采取较为特殊的方法才能保证负荷中心成功接收到这部分风能。
现如今最常用的方法就是利用输电网来实现远距离的电力传输。
从某种意义上说来,当远距离输送的风电电能功率过大时,会对电网电压造成一定的负面影响,如大幅增加电网线路的损耗,大大提高了风电场的无功需求,产生过大的线路压强,使温度大幅度下降,使电网局部电压稳定性受损等。
2.2控制风电场电压时所存在的一定问题从一定程度上说来,当风电场风电出力所产生的场强过大,或远距离电能传输的风电功率过大时,会对电网电压的稳定性造成一定的影响。
风电机组并网后需要关注的主要问题分析
风电机组并网后需要关注的主要问题分析1、电能质量根据国家标准,对电能质量的要求有五个方面:电网高次谐波、电压闪变与电压波动、三相电压及电流不平衡、电压偏差、频率偏差。
风电机组对电网产生影响的主要有高次谐波和电压闪变与电压波动。
2、电压闪变风电机组大多采用软并网方式,但是在起动时仍然会产生较大的冲击电流。
当风速超出切出风速时,风电机组会从额定出力状态自动退出运行。
如果整个风电场所有风电机组几乎同时动作,这种冲击对配电网的影响十分明显,容易造成电压闪变与电压波动。
3、谐波污染风电给系统带来谐波的途径主要有两种。
一种是风电机组本身配备的电力电子装置可能带来谐波问题。
对于直接与电网相连的恒速风电机组,软起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,不过过程很短。
对于变速风电机组是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,这个问题也在逐步得到解决。
另一种是风电机组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。
当然与闪变问题相比,风电并网带来的谐波问题不是很严重。
4、电网稳定性风电领域,经常遇到的一个难题是,薄弱的电网短路容量、电网电压的波动和风电机组的频繁掉线。
尤其是越来越多的大型风电机组并网后,对电网的影响更大。
在过去的20年间,风电场的主要特点是采用异步发电机,装机规模较小,与配电网直接相连,对系统的影响主要表现为电能质量。
随着电力电子技术的发展,大量新型大容量风电机组开始投入运行,风电场装机达到可以与常规机组相比的规模,直接接入输电网,与风电场有关的电压、无功控制、有功调度、静态稳定和动态稳定等问题越来越突出。
这需要对电力系统的稳定性进行计算、评估。
要根据电网结构、负荷情况,决定最大的发电量和系统在发生故障时的稳定性。
国内外对电网稳定性都非常重视,开展了不少关于风电并网运行与控制技术方面的研究。
我国风电并网面临的困境及对策
我国风电并网面临的困境及对策目录迅速崛起的千万千瓦级风电基地 (1)酒泉的风电困局 (2)应对送电难的措施 (4)目前,我国以化石能源为主的能源结构已经日益面临资源与环境的双重约束,具有明显的不可持续性,迫切需要快速提高清洁的可再生能源的供应量和供应比例。
在《可再生能源法》及相关政策制定实施以后,中国各类可再生能源产业迅速发展。
以风力发电为例,中国并网风电从上世纪80年代开始发展,“十五”期间发展非常迅速,总装机容量从2000年的35万千瓦增长到2006年的260万千瓦,年均增长率达30%。
我国风电装机容量在2004年位居世界第10位,到2006年底上升为世界第6位。
在中国北部区域,风能资源非常丰富,但是电力负荷小,电网薄弱,不能按照欧洲“分散上网,就地销纳”的模式发展,只能是“大规模—高集中—高电压—远距离输送”的模式,在千万千瓦级风电基地规划编制过程中,就要统筹考虑风能资源、发电、输电和负荷各个方面的问题。
迅速崛起的千万千瓦级风电基地2007年11月28日,国家发改委批准在酒泉建设全国乃至全世界首个千万千瓦级风电基地,总装机1065万千瓦,总投资约1000亿元。
酒泉地区规划建设9个风电场,到2015年装机容量1270万千瓦,大规模的风电开发将带动煤电、光电、装备制造等相关产业发展,目前相关规划正在实施过程中。
同时,国家电网公司于2008年3月开工建设兰州—酒泉—瓜州750千伏超高压输变电工程,届时酒泉千万千瓦级风电基地生产的大量清洁电能将通过这一输电通道送往东部地区的电力负荷中心。
另外,鉴于新疆哈密地区风能资源丰富、场址平坦,我国规划在哈密东南部、三塘湖和淖毛湖3个区域建设风电场,2020年实现装机容量1080万千瓦;在河北省风能资源丰富的张家口、承德地区及东部沿海,包括潮间带和近海,规划2020年实现风电装机容量1200万千瓦。
除此之外,内蒙古自治区也在编制千万千瓦级风电基地规划,依据电网覆盖区域划分的蒙西和蒙东两部分到2020年实现风电装机容量5780万千瓦。
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新能源的发展和推广,越来越多的风电场被建设并投入运营。
然而,大规模风电接入电网也带来了一系列的问题,例如电网稳定性、电压质量、电网损耗等等。
本文将探讨大规模风电接入电网的相关问题及相应的解决措施。
一、风电出力波动由于风速等因素对风力发电的影响,风电出力存在较大的不稳定性。
这不仅给电力系统运营造成了困难,而且还导致了大量的风电发电能力无法利用。
为了充分利用风电资源,降低电力系统的调峰成本,应采取以下措施:1.加强风电场及风电机组智能控制技术,实现风电出力的精确预测和优化控制。
2.建设风-储联网系统,采用风-蓄混合发电模式,将闲置的风电产生的电能储存起来,在需求高峰时释放,减少电力系统调峰难度。
3.发展风-水联网发电模式,利用风能发电和水能发电的互补性,通过调峰水库实现电力储备,增强电力系统的调峰能力。
二、电网稳定性随着风电出力的大量接入,电力系统的稳定性将受到影响。
在电网故障或大面积停电的情况下,风电机组的运行状态也会受到影响。
为了保障电力系统的安全稳定运行,应采取以下措施:1.建设风电场与电网的有功和无功控制系统,实现风电出力的远程调节和控制,提高风电场的响应速度和准确性。
2.增加电网的储能设备,加强电力系统调峰能力,防止因风力发电波动导致的电网频率偏离。
3.建设智能电网,加强电网监测和运行管理,及时掌握电网状态,预防电网异常情况的发生。
三、电压质量问题大规模风电接入电网还会给电网带来电压质量问题。
由于风电场的电流、电压等质量因素都会影响到配电网的电压稳定性,从而影响到消费者的用电质量和安全。
为此,应采取以下措施:1.提高风电场对电网电压的稳定性和响应能力,利用风电转换器实现对电压的动态调节,减少电压波动。
2.优化电网架构,增加补偿设备,有效控制配电网中的电压切变。
3.增加电力系统的备用容量,确保电力系统的稳定供电。
四、电网损耗大规模风电接入电网后,由于电网传输距离增加、输电线路长度增长,导致电网损耗率的增加。
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。
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【摘要】大规模风电接入电网已成为当前能源转型的重要课题。
本文从风电资源分布不均衡、并网对电网稳定性的影响、风电消纳能力不足以及技术和政策措施缺乏等方面进行了深入探讨。
针对这些问题,文章提出了加强风电预测和调度技术、提高电网灵活性和承载能力、以及促进风电与其他能源的协同发展等解决方案。
这些措施将有助于解决大规模风电接入电网所面临的挑战,推动清洁能源的发展,实现可持续能源的目标。
通过合理的规划和有效的管理,我们可以更好地利用风能资源,促进能源转型进程,实现绿色可持续的发展。
【关键词】大规模风电接入电网、风电资源分布、并网稳定性、风电消纳能力、技术措施、政策措施、风电预测、电网灵活性、承载能力、能源协同发展1. 引言1.1 大规模风电接入电网的重要性大规模风电接入电网的重要性在当今能源转型和气候变化背景下愈发凸显。
随着风电技术的不断成熟和发展,风力发电已成为清洁能源的重要来源之一。
大规模风电接入电网可以有效减少对传统化石燃料的依赖,降低温室气体排放,减缓全球气候变暖的趋势,为环境保护作出了积极贡献。
风电资源具有分散性、可再生性和永续性等特点,可以带动当地经济发展,促进能源结构的多元化和可持续发展。
大规模风电接入电网还可以提高电网的供电可靠性和稳定性,为电力系统提供更多清洁、可靠的电力。
加快大规模风电接入电网的发展,对于实现清洁能源替代和碳中和目标,推动能源转型和建设绿色低碳的未来具有重要意义。
2. 正文2.1 风电资源分布不均衡带来的挑战风力资源的不均衡分布是大规模风电接入电网面临的重要挑战之一。
由于风力资源在各地分布不均匀,有些地区风力资源丰富,而有些地区则风力相对较弱,这就导致了风电的消纳和传输问题。
在风力资源较为丰富的地区,风电场往往建设在偏远山区或海上,这就增加了输电线路的长度和输电损耗,同时也增加了并网的困难。
风力资源的不稳定性也使得电网运行更加复杂,需要更多的调度和控制。
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。
浅谈风电场并网运行安全管理措施
浅谈风电场并网运行安全管理措施摘要:目前我国不断深入开发新能源,风力作为清洁能源的主要提供者之一受到了人们的青睐。
风电场并网运作成为当前风力发展的主要发展方向,但同样也给电网的安全运行与管理带来了一定的挑战。
基于此,本文分析了目前风电场并网运作存在的问题,并针对这些问题提出几点解决措施。
关键字:风电场;并网运行;安全管理;措施引言我国在2012年成为全球风力发电总量第一的国家,风电机组成为我国新能源发电的重要组成部分,其对于保护环境、发展经济有着不可替代的重要作用。
但是目前我国风电场在并网运行的安全管理方面仍存在诸多问题,导致事故频频发生。
1风电场并网运作管理存在的问题1.1风电场运作管理工作人员队伍建设不足在新的历史形势下,虽然风电场建设迅猛发展,但是从专业技术精英储备、管理经验、技术储备、行业管理方面来看,风电行业目前都处在初级阶段。
风电场现场运作维护的专业工作人员和管理工作人员明显匮乏,且风电场一般地处偏远地区,条件艰苦,很难吸引专业技术精英、稳定的工作人员,很多风电场不得不让应届大学生在未经培训的情况下仓促上岗或者工作人员配置较少,导致风电场工作人员专业素质不足,这已成为新形势下风电场安全生产管理的另一大问题。
1.2风电场器材多、分布区域广阔从现实来看,风机分布区域较广且陆地风电场多建于群山之上,交通极为不便,当遇到恶劣天气时可能无法排查。
而且超过厂家两年质保期后,风电机组可能进入故障频发期,排查维护工作不到位将极可能引发安全生产事故,对器材、工作人员安全都造成一定的威胁。
1.3风电场基础管理薄弱从实际来看,当前多数风电场借鉴火电厂运作管理体系,但风电场运作与常规火力发电厂运作区别较大。
目前风电场一般有四种运作维护体系:运、维合一的业主管理体系;运作业主管理、维护外委体系;维护业主管理、运作外委体系;运作、维护全部外委体系。
但在实际中无论哪种方式,都存在机组台数高空作业多且分散、受各种恶劣的天气影响大等诸多限制,所以简单地照搬火电厂的管理体系并不可取,必须在参考常规电厂管理的基础上,摸索出一条适合风电机组特点与实际的管理体系。
大规模风电集中并网存在的问题及对策分析
目前,中国还有许多的风电基地处于 建设 的初级 阶段 ,对于大规
大规模风电集中并网中,风电系统一般会被接入到电网的末端 ,这
会导致配 电网功率单向流动发生变化。当风 电场不断注入功率时,风 电 场附近的局部电场 电 压会超出安全范围 , 甚至 出现电压崩溃的现象。 由
模风 电场集中并网关键技术的研究是十分紧迫并且重要的。大规模风 电
应 用 科 技
大规模风 电集中并 网存在 的问题及对策分析
李 兰 妹
( 保 定天威 风 电科技 有 限公 司 ,河 北保 定 0 " 7 l 0 0 0 )
I I 商 要】 随着我国能源结构的调整。风电集中并网的规模也在迅速扩大, 如何评估和解决大规模风电并网中出现的相关安全问 题,是风电 发
规模风 电集中并网对于整个 电力系统来说是一把双 刃剑 : 一 方面来说其
让发电机不断供 电,需要配备相应 的储能设备;4 )风轮发 电效率较低。
从理论上来看 ,风轮有 5 9 3 %的最大效率,但是在实际发电情 况中,效
率会更低 :5 )大多数风 电场均在偏远地 区。我国风电资源虽丰富 ,但 多集中在西北 、东北以及华北 。不难看出,风电最大 的缺点就是不稳定 性 ,如果能够把风电产生的电能并入电网,则会直接影响局部 电网运作 的稳定性。 2 大规模风电集中并网存在的问 题 2 1 对电网调节控制的影响 随着大规模风电集中并网 ,首先带来的问题就是如何控制调节 电
场集中并网技术是一项系统并且复杂的课题 ,需要我们在不断的实践和
探索中发现其出力规律、运行经验等,从而指 导和引导我国的风 电 产业
健康可持续发展。
于功率恢复是异步发 电 机的特 1 生 ,因此一旦 电网出现短路情况时,如果 不能及时地对故障进行排除 , 也会出现暂态电压失稳的状 况。除此之外,
风电大规模并网带来的问题及对策
我国2000-2008年风电装机情况
2009 年中国风电并网获大突破
工信部2010的1月7日数据显示,我国风电并网总容量16.13GW,同 比增长92.26%,2009年是中国近年风电并网增长最快的一年。 一直以来, 我国风电装机容量都在以100%的增速增加,但风电并网容 量却远远落后于装机容量,造成极大的浪费,而这也是制约我国风电 产业2.21GW,但实现并网发 电的只有8.94GW,还有3.27GW的风电在空转,并未联上电网。
风电引起的谐波污染问题
恒速风电机组在运行过程中没有产生谐波电流,但当其在 投入时,往往采用软并网可控硅装置并网,势必造成谐波 电流注入电网,由于投入过程较短,发生的次数也不多, 谐波电流注入实际上是可以忽略的。 变速恒频风电机组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 个问题正在逐步得到解决。 与闪变问题相比,在实际运行中风电并网带来的谐波问题 不是很严重。
大规模风电接入对电网暂态稳定性的影响
某风电场并网前,系统中某一传输线路发生三相短 路并被切除后,网内相关节点电压变化曲线
大规模风电接入对电网暂态稳定性的影响
风电场并网后且满发,发生相同故障时网内相关节点电压变化曲线
大规模风电接入对电网暂态稳定性的影响
风电场切除后节点电压变化曲线
风电机组低电压穿越能力问题
目
(一) (二) (三) (四)
录
风电大规模并网带来的问题 风电并网技术的新进展 国内外的相关情况 结论
一) 风电大规模并网带来的问题
1.潮流与网损 2.电能质量
2.1电压偏差 2.2电压波动和闪变 2.3谐波污染 3.1大规模风电并网的影响及风电场电压控制 3.2大规模风电接入对电网暂态稳定性的影响 3.3风电机组低电压穿越能力 4.1对电网调度运行的影响 4.2风电功率预测的必要性
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摘要:我国具有比较丰富的风能资源,根据统计可以了解到现在我国地上以及近海地区等能够使用或者可以开发的风能储量高达十亿千瓦。
现在随着我国一些法律法规的不断出台以及最近进行的可再生能源推广,风电的装机过程得到了飞速的发展。
在电网建设中,使用新能源进行电能的输送可以有效地缓解我国的能源危机,但同时也为电力系统的运行带来了新的挑战。
关键词:风电;接入电网;相关问题;措施引言:大规模风电的开发利用是我国在新时期作出的一项重要战略选择。
针对目前我国大规模风电接入电网的相关问题·借鉴国外先进经验展开论述·指出我国风电大规模·集中开发、远距离、高电压输送的独有特点以及由此带来的系统调频、调峰、风电功率预测、低电压穿越等运行控制问题·在政策法规·并网导则和检测认证等方面与国外进行比较·指出了存在的问题·最后提出了大规模风电接入电网的相关措施。
我国风电发展的现状及其特点我国当前的风电装机发展迅速,据有关数据显示,在近三年内,我国的风电装机的增长呈现出翻倍增长趋势,三年内的年平均增长速度与世界增长速度相比,约世界平均增长速度的四倍。
下面就对我国风电机组所具有的技术水平及接入方式等作简单的介绍1.1风电机组的技术水平风电机组的制造水平正在飞速提升,单机容量也随之越来越大。
当前我国的风电淡季的平均容量约为1. 05 兆瓦,最大容量为3兆瓦。
我国目前的风电机组主要有三种类型,恒速的风电机组双馈变速的烦那个电机组以及永磁性直驱的风电机组。
1.2 风电运行特点1)风力发电的随机性强、间歇性较明显。
风电的波动幅度大,波动频率也无规律可循,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的特性。
2)风电年利用小时数偏低。
根据我国部分省区 2007 年风电年利用小时数统计报告中可以看出,风电场年利用小时数差别较为明显,一般在 2000h 左右。
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. 引言1.1 背景介绍随着环境保护意识的提高和可再生能源技术的发展,风能已成为一种重要的清洁能源形式。
大规模风电的接入电网也带来了一系列挑战和问题。
随着风电装机容量不断增加,电网接入问题日益凸显。
风电的不确定性和间歇性给电网调度和稳定性带来了挑战。
为了有效解决这些问题,需要采取技术解决方案、政策法规引导以及风电智能化管理等措施。
风电接入电网的发展也受到人们广泛关注,其未来发展方向、挑战和前景也备受关注。
开展关于大规模风电接入电网的相关问题及措施的探讨和研究势在必行,以推动风电产业健康发展,促进清洁能源在能源结构中的地位提升。
1.2 问题意义大规模风电接入电网是近年来风电发展的重要趋势,但也带来了诸多问题和挑战。
问题意义主要体现在以下几个方面:大规模风电接入电网对电网安全稳定运行提出了挑战。
由于风电的不确定性和间歇性特点,大规模风电接入电网可能导致电网频繁波动和不稳定,影响电网的供电质量和可靠性。
大规模风电接入电网对电网调度管理提出了更高要求。
由于风电发电量受风速等自然条件影响较大,不易控制,电网调度人员需要更加灵活、高效地进行调度和运行管理,以确保电网的平稳运行。
大规模风电接入电网也对电网的传输容量和建设提出了挑战。
随着风电装机规模的不断扩大,电网的传输压力也在增大,需要对电网进行升级和改造,以适应更多风电的接入。
解决大规模风电接入电网的相关问题至关重要,不仅关系到电网运行安全稳定,也关乎能源结构调整和可持续发展。
加强研究和探讨大规模风电接入电网的相关问题,制定相应的技术和政策措施,对推动风电产业的发展和促进清洁能源的利用具有重要意义。
2. 正文2.1 电网接入问题电网接入问题是大规模风电接入电网时面临的首要挑战之一。
随着风电装机容量的快速增长,电网接入容量已成为风电发展的瓶颈。
一方面,电网架构和传统发电能力难以适应大规模风电的接入需求,可能导致电网拥堵、频率波动等问题;由于风电的不确定性和间歇性特点,电力系统运行面临难以预测的挑战,影响电网的稳定性和可靠性。
大型风电场并网运行的若干技术问题研究(改善风场)_
第四章改善风电场运行性能的措施4.1 引言风力发电的并网运行具有一定经济效益和社会效益,同时也给电网的电能质量和安全稳定运行带来负面的影响。
为了更加充分的利用可开发的风能资源,提高风力发电的比例,除了合理的进行规划设计外,有必要探讨改善风电场运行性能的有效措施,降低风电对电网的影响。
本章主要论述改善并网风电场运行性能,提高风电系统运行稳定性和电能质量的措施。
包括在风电场出口安装动态的无功调节装置(SVC),具有有功无功综合调节能力的超导储能(SMES)装置以及风电场通过轻型直流输电(HVDC Light)与电网相连等措施。
4.2 静止无功补偿器对风电场运行性能的改善[22]恒速风机——异步发电机组的一个显著特点是需要系统的无功支持。
为了提高风电机组的功率因数,通常在风电机组的机端并联一定的可投切电容器,一般分为3~5组。
电容器的投切量是根据风电机组的有功出力的大小来计算的,但是这种分组投切的电容器不能够实现连续的电压调节。
电容器的投切次数有一定的限制,其动作也有一定延时,因此对于风速的快速变化造成的电压波动是无能为力的。
静止无功补偿器(SVC)则可以快速平滑的调节无功补偿功率的大小,提供动态的电压支撑,改善系统的运行性能。
将SVC安装在风电场的出口,根据风电场接入点的电压偏差量来控制SVC补偿的无功功率,能够稳定风电场节点电压,降低风电功率波动对电网电压的影响。
4.2.1 SVC的数学模型目前应用最广泛的是带有固定电容器(FC)或可控硅投切电容器(TSC)的可控硅控制电抗器(TCR)型静止无功补偿器。
带有FC的TCR 型静止无功补偿器的原理如图4-1所示。
它通过控制反并联的晶闸管的触− 53 −− 54 −发相位角,可以控制每个周波内电感L 接入系统的时间的长短,从而使TCR 的视在电抗可控。
CU图4-1 带有固定电容器的TCR 原理图用x 表示SVC 视在电抗的大小,x r 表示TCR 可控电抗的大小,则有:rc x x x 111+= (4-1)其中x c =-1/ωC 。
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。
风电场建设中的电网并网难题如何解决
风电场建设中的电网并网难题如何解决在当今全球能源转型的大背景下,风能作为一种清洁、可再生的能源,其开发和利用日益受到重视。
风电场的建设如雨后春笋般在各地兴起,然而,风电场建设中的电网并网难题却成为了制约其发展的重要因素。
要理解风电场电网并网的难题,首先得明白风电场发电的特点。
风是一种不稳定的能源,风速的大小和方向随时都在变化,这就导致风电场的输出功率具有波动性和间歇性。
这种不稳定性给电网的安全稳定运行带来了巨大挑战。
电网需要保持供需平衡,以确保电压和频率的稳定,而风电场功率的随机变化可能打破这种平衡。
电网的容量和架构也是影响风电场并网的重要因素。
如果电网的容量有限,无法容纳风电场输出的大量电力,就会出现电力拥堵的情况。
同时,电网的架构不合理,输电线路过长、电阻过大等,都会导致电能在传输过程中的损耗增加,降低了电网的输电效率。
此外,技术标准和规范的不一致也是一个棘手的问题。
风电场和电网在设备参数、控制策略、通信协议等方面可能存在差异,导致双方难以有效对接和协同运行。
那么,面对这些难题,我们应该如何解决呢?一方面,从技术层面来看,需要不断提升风电机组的性能和控制技术。
通过采用先进的变速恒频技术、智能控制算法等,使风电机组能够更加灵活地适应风速的变化,输出相对稳定的功率。
同时,发展储能技术也是解决功率波动问题的有效途径。
电池储能、超级电容储能等技术可以在风电场发电过剩时储存电能,在电力不足时释放,从而平滑风电场的输出功率。
加强电网的建设和改造同样至关重要。
提高电网的容量和输电能力,优化电网架构,缩短输电距离,采用高压直流输电等先进技术,可以有效减少电能损耗,提高电网的接纳能力。
在技术标准和规范方面,风电场和电网双方需要加强沟通与协调,制定统一的标准和规范。
这包括设备的技术参数、通信协议、控制策略等,确保双方能够无缝对接,实现高效协同运行。
另一方面,政策和管理机制的完善也不可或缺。
政府应出台相关政策,鼓励和支持风电场的发展,同时加强对电网建设的规划和投资。
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如何评估和解决是 风电发展过程 中急需解 决的问题 。文章结合大规模风 电场集 中接 人后 电网的调频能力 、 无功 电 压控制 、 电能质量等方面 的影响进行分析 , 并提 出相应 的对策 和建议 。
关 键 词 : 风 电场 并网 对 策
Re e r h o e a in Ch r Ce it s O s a c n Op r t a a t r i f o Sc
和间歇性 。而 电 网又必须 按照 发 、 、 同时完 成 的 供 用
一
3 一 2
技 了毫 题 ・ l c 大型风 电场 并 网运行 的问题及 其对 策
上海 电器 技术 (00 o3 2 1N .)
机 的工况 影 响很 大 , 风 能 的 稳定 性 差 。若 要 得 到 故
较 稳定 的输 出 电能 , 风力 发 电机必 须加 装 调速 向 调 和刹 车等 装置 。
v lp e . I hi s a eo m nt n t se s y,a l ssi ie n t mp c ih t e lr eg i nay i sgv n o hei a twhc h a g rd— c n c e nd fr h nfe ue yr o o ne td wi a m asO r q nc d— o
A src: h a oa e e ys utr ajs et a ce rt edvl m n o esa fag b t t T ent nl nr t cue dut n hsacl a dt ee p et fh cl o l e鲥 d—cn etd a i g r m e e h o t e r once
u ain a i t ,r a t ev l g o t l n o rq ai atri h s b e o n c e t en t r l t b l y e ci o t e c n r ,a d p we u lt f t a e n c n e td wi t ewok,a d c re p n i g o i v a o y e t hh n o r s o dn
() 3 由于 风 能 不 能 储 存 , 于单 机 独立 运 行 的 对 风力 发 电机组 而言 , 要保证 不 问断供 电 , 必须 配备 相
应 的储 能 装置 。
规律 , 才能连续 、 安全 、 可靠 、 稳定地 向客户提供频
率、 电压合 格 的优 质 电力 。所 以 , 对风 电场 并 网的研 究 内容涉 及到 电能质 量 、 电压稳 定性 、 暂态 功角稳 定 性及 频率稳 定性 等 。本文 主要介 绍大 型风 电场 并 网
运行 对 电力系统 的影 响及其 相应 的对 策 。
来 问题 。
我 国东 南 沿海 地 区 风力 资 源 丰 富 , 随着 大规 模 风 电场接 人所属 电 网 , 先 带来 的 问题 就 是 电 网 的 首 调节控 制 。风 电场 的 输 出功 率 曲线 很重 要 , 与风 它
的大小 、 向有关 。各 地 风 电场 的输 出功率 曲线 虽 方
上海电器技术(00 o3 2 1N . )
大型风电场并 网运行的问题及其对策 ・ 技商蓉题
大 型风 电场 并 网运 行 的 问题 及 其对 策
邓 恩 思 广 东 电 网公 司茂 名 电 白供 电局 区
摘 要 : 随着 国家 能源结构 的调整 , 并网运行 的风电规模迅 速增加 , 对大规模风 电集 中并 网引发相应 的安全 问题
第六 风 电大 国 。但 因风 电 自身 的特 点 , 大规 模 风 力 发 电在 实现并 网运 行 时 , 接 入会 对 电 网产 生 负 面 其
的影 响。
1 大 型 风 电场 运 行 的 特 点
() 1 由于 风 力 的能 量 密 度 小 , 要 得 到 相 同的 若
由于受 风 力 资源 分 布 的 限制 , 电场 大 多 建在 风
L r e G d Co n ce id F r a g r n e t d W n a m i
De g E s n ni Ma mig D a b i o e u py B r a fGu n d n o e rd o n in a w rS p l u e u o a g o gP w rG i P
s l insa e as ie outo r lo gv n.
Ke wo d y r s:wid f r n a m g i o n c e s lt n r c n etd d oui o
0 前 言
近年来 , 国风 电 已经迈 向快 速发 展 的步伐 , 我 按
总装 机容量 计算 , 已经 超过 意大利 和英 国 , 为世 界 成
w n a m.Ho o e au t n o v h e u i r b e flr e g i idfr w t v l ae a d s l e te s c r y p o l mso g rd—c n e td wid fr i i r e td rn t d — t a o n ce n am s n u g n u i g i e s
电网的末梢 , 网络结构相对薄弱 , 故其并网运行必然
会 影 响到 电网的 电压 质 量 和稳 定 性 ; 因风 电本 身 又 具 有不 可控 、 可调 的特 征 , 风轮尺寸 比相应的水轮机
大几 十倍 。 () 2 由于 风能属 过 程性 能 源 , 具有 随机 性 、 间歇 性、 不稳 定性 , 又风 速 和 风 向经 常变 动 , 风 力 发 电 对