风力发电对电力系统运行的影响
风力发电对电力系统运行的影响
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风力发电对电力系统运行的影响摘要:作为对电力系统运行有着重要影响的因素之一,风力发电的关键性不言而喻。
该项课题的研究,将会更好地提升风力发电对电力系统运行影响的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化该项工作的最终整体效果。
关键词:风力发电;电力系统;运行;影响一、风力发电对电力系统运行的影响分析1.1对电力系统稳定性的影响风力发电是对风能的利用,其本身就是具有较大的随意性与不可控制性。
发电状态和所发电量基本取决于风速状况,而风速自身是非常不稳定的,由于风速度的间接性会对发电机组的稳定性带来影响,所以在一定程度上也给调控电力系统带来了难度。
对于那些电网结构薄弱的地方而言,通过风能发电就很难保证用电的平衡,加上这些地区往往不具备良好的电源结构,最后导致了电网无法吸收消化这些风电资源。
风电流入也会给电网的节点电压带来十分严重的影响。
1.2对电力系统电能质量的影响风电机组的功率输出不稳定,主要是因为风资源的不稳定性以及风电机组的不稳定性造成的。
这种不稳定性会影响到电网的质量,比如出现电压的波动、谐波以及周期性的电压脉动等等。
风力发电对电网带来的负面影响就是电压的波动,而导致风力发电出现电压波动的原因有很多:当风速增大的同时,风电机组出现的电压闪变和电压波动也会随之增大。
另外,风电机组在停止,开始或者切换的时候也容易导致电压波动。
如果利用一部电机作为风力发电机工作的时候,其自身没有励磁装置,并网之前也没有电压,所以并网的过程必然伴随着过渡的过程,这时候会出现巨大的电流冲击,大概是产生电流的五倍左右。
在几百毫秒以后才逐渐转入稳定阶段。
对那些小容量的风电机组来说,并网瞬间会导致电压严重下降,最后影响电网上其他用电设备的使用。
情况严重的话甚至会威胁到整个电网的安全。
1.3对电力运行成本的影响风力发电受到风力的制约,风力的间歇性与随机性将会对风力发电系统的稳定性与安全性带来挑战。
目前,风力发电技术比传统发电技术的竞争优势还是落后的。
风力发电对电力系统的影响及解决措施
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风力发电对电力系统的影响及解决措施摘要:近年来,我国经济社会取得了快速发展,对能源的需求日益增多,能源危机日趋严重。
风力发电作为新型可再生能源具有良好的发展前景,受到人们的重视,取得了较快的发展。
但是风力发电在电力系统的实际应用过程中,还存在一定的问题,需要采取科学有效的措施予以解决,提高风力发电的效率和效果。
关键词:风力发电;电力系统;影响一、力发电对电力系统的影响分析一是发电站规模对电力系统的影响。
近几年,我国风力发电项目规模逐渐增大,在系统化电网管理结构中,风电装机容量占据的比重较小,在注入风力发电能量后,整体项目对于电网的冲击在不断减少,并不会对电网产生非常大的影响,因此,多数风力发电项目并不会对发电场的规模有所标注和限制。
但是,在对于一些区域风能资源较为丰富的地区,由于地理位置距离市中心较远,其电网容量并不大,自身的抗扰动能力也相对薄弱,这就导致风力资源的随机性以及不可控性出现了严重的偏差。
加之风力资源存在随机性以及不可控性,并没有非常完备的技术对其风力功率进行集中预测,相互影响也就十分明显。
二是风力发电对电能质量的影响。
在风力发电项目中,对电能质量产生的主要影响:①谐波影响,在变速风险机组并网操作后,风力发电项目中的变流器会一直处于工作状态,这就会导致整体结构中出现了严重的谐波问题;②电压波动和闪变影响,在并网的风电机组中,常规化运行会使得机组产生功率的波动情况,也会导致电压波动和闪变问题,而究其原因,控制系统不足、电网状况运行缺失以及发电机型等因素都是会导致电压波动以及闪变出现;③电压跌落的影响,在并网风机运行过程中,使用异步电机的频率较高,会从电网中直接吸收无功功率,这就会对电网整体测定的电压产生严重的影响,若是存在大量的风机,在接收到弱电网时,整体电压跌落现象就会被放大,甚至导致整个电压突然下降。
二、风力发电的技术优势在风力发电的过程中,其技术在实际应用中存在很多的优点,并且现如今随着我国风力发电事业快速发展,其技术的应用越来越普通,通过充分的结合风力发电技术存在的优点,主要是存在着以下几个方面:一是经济性十分好。
风力发电对电力系统的影响分析
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风力发电对电力系统的影响分析摘要:随着经济的发展,我国电力系统呈现出高速发展的态势,整体项目管理机制和管控措施也得到了优化,其中,利用风力发电的措施,既能满足环保需求,也能提高经济收益,真正实现了经济效益和社会效益的双赢,值得全面推广。
但是还存在一些问题,需要相关部门给予高度重视。
文章对风力发电对电力系统的影响进行了简要分析,并对优化策略展开了讨论,旨在为研究人员提供有价值的参考建议。
关键词:风力发电;电力系统;影响1我国风力发电现状二十世纪80年代,我国着手对风力可再生能源展开开发利用,受时间、资金、技术等方面的影响,使得开发利用效果并不尽如人意。
发展至90年代中期,国内风电装机总额仅实现3.8万kw。
进入二十一世纪,全球各国共同面临着严峻的能源危机问题,发展绿色经济被提升至国家战略发展层面,强化可再生绿色能源开发利用已然为世界各国所重视,在我国同样获取了政府部门、社会各界的热点关注。
近些年来,我国对加大可再生能源发展目标予以了明确,同时从法规政策颁布实施、投资扶持力度加大等方面开展了切实行动,风电等一系列可再生能源的开发力度利用水平得到了显著提升。
2014年,我国风电发展脚步稳步向前迈进,风电装机总额屡创新高。
据不完全统计,全面新增安装风电机组13121台,累积安装风电机组76241台。
2发展风力发电的意义伴随着社会经济的发展,社会发展对能源用量的需求逐步攀升,我国作为一个煤炭生产、消费大国,势必会一定程度加大对生态环境的污染,因此强化可再生能源开发利用,促进对生态环境的保护尤为关键。
自二十世纪70年代石油能源危机以来,研发新能源发电技术越来越得到世界各国的关注与重视,尤其以风力发电最为引人注目,其有着一系列的发展意义:①风力资源是一种可再生无污染的能源;②风力发电技术日益成熟、完善,单机容量越来越高,产品质量显著提升,具备可观的可发展前景;③风力发电能够促进获取良好的经济效益、社会效益。
3风力发电并网对电力系统的影响在国外有很多国家的风力发电系统已经非常成熟地并入其国家电网,取得了一定的技术成果和经验。
风力发电对电力系统运行的影响
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风力发电对电力系统运行的影响摘要:本文主要介绍了风电的发展前景和风电装机容量的增加及其对电力系统的影响。
将讨论继电保护系统安装、电力调节和其他相关方面的影响,并简要讨论电力系统的影响以及风电并网后如何处理。
例如,功率改进。
效率提升、供电结构改进、电力电子设备安装、风电场通道设计等工作改进。
关键词:风电电力系统影响前言随着我国经济发展对能源的需求不断增加,人们面临着能源危机和环境问题的双重挑战。
(1)化石能源资源因需求量增加而被广泛使用,世界化石能源资源储量不可避免地日益减少;污染并造成环境污染。
对世界自然环境造成破坏。
在这两个问题的共同影响下,长期以来,世界上许多发达国家都高度重视这一问题,并积极寻求优化能源结构、发展清洁能源、开展可持续发展的途径。
一般由太阳辐射产生。
受自然地质条件影响,风能资源分布不均。
1风电发展我国风能装机规模的快速增长和风能技术的提升,给我国风能发展带来了一些新的挑战。
为确保到2030年我国对可再生能源的需求超过世界总量的20%,促进我国能源结构转型升级,促进我国风能产业健康发展,确定了下一步的指导思想。
风能发展基本原则、总体发展目标、发展规划模式、重点任务、创新发展方式和技术保障措施。
然而,随着我国风能装机规模的快速增长和风能技术的进步,我国风能发展面临一些新的挑战。
为实现到2030年我国可再生能源消费比重超过20%的目标,进一步推动我国能源结构转型升级和风能产业健康发展,国家将确定一个意识形态。
原则、总体发展目标、发展规划模式和重点、任务等,创新风电发展方式和保障措施。
这一规划目标有利于保证我国当前风力发电速度和规模的稳定,而“十三五”期间我国风力发电的发展更多的质量升级,意味着要重视。
2风电应用于电力系统的优势在我国新能源产业中,风能产业不仅发展迅速,而且逐渐成为可再生能源,最具商业优化前景,适合规模化发展,是继风能之后的下一个可再生清洁能源轻能源产业。
保障能源安全,改善能源供应,减少生态污染,加强能源产业结构,构建和谐社会,对促进我国经济发展具有重要意义。
风能光伏能源发展对电力系统产生的影响研究
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风能光伏能源发展对电力系统产生的影响研究随着全球环保意识的不断加强,清洁能源逐渐走入人们的视野。
其中最为常见的清洁能源便是风能和光伏能源。
这两种能源具有绿色环保、永续发展等诸多优势,因此得到了广泛的推广和应用。
而随着它们在能源领域的应用范围越来越广,也对电力系统产生了一定的影响。
下面,本文将探讨风能和光伏能源发展对电力系统产生的影响。
一、风能发电对电力系统产生的影响1. 电力系统调峰能力缺乏风力发电具有不稳定性,容易受到天气、季节等自然因素的影响。
因此,在风力发电中,电力系统调峰能力十分重要。
调峰能力可以保证风能发电的顺畅运行,使其尽量发挥出其优势。
但是,在许多地区,电力系统调峰能力不够强,导致风能发电的效率不高。
2. 电网安全稳定性受到影响在电力系统中,稳定性是十分重要的一个指标。
而风能发电的不稳定特性会对电网安全稳定性产生一定的影响。
在发电量波动较大的情况下,电网的负荷也会跟着波动。
如果电力系统的调控能力不足,那么就会增加电网的运行风险。
因此,在风能发电中,如何保证电网安全稳定性尤为重要。
3. 低投资成本是优势所在虽然风能发电对电力系统带来了某些负面影响,但其低投资成本是其优势所在。
在大规模风能发电项目构建过程中,大多采用了大量标准化的技术和设备,有效降低了建设成本。
此外,由于风能发电的并网电价较高,一定程度上减轻了电力公司的负担。
因此,风能发电发展前景广阔。
二、光伏能源发展对电力系统产生的影响1. 具有高可靠性和生态环保特点与传统的火力发电相比,光伏发电没有燃烧物质、不会产生二氧化碳等有害物质,且设备不易损坏,具有高可靠性。
因此,其对环境的影响较小,更适合应用于城市等人口密集地区。
2. 稳定性不足需要加强调峰能力与风能发电类似,光伏发电也具有不稳定性。
由于受到天气、季节、昼夜等因素的影响,光伏发电存在着较为明显的波动性。
因此,在实际应用中,需要加强光伏发电的调峰能力,保证其能够持续稳定运行。
试析风力发电对电力系统的影响及解决措施
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试析风力发电对电力系统的影响及解决措施摘要:风电电源由于其自身特点,风力和电力供应可能影响电力网的安全和经济运作,当风扇的功率是网络总功率的很大一部分。
德国大部分的风能位于海岸,有足够的风能资源,远离中心负载,因此,在风暴天气期间,风能和风能都在增加,这对电力供应造成了严重问题。
此外,大规模的风力发电机在不同程度上影响系统的稳定性,频率和电压的稳定性。
风力发电的随机振动和不可调节的功率波动,由于预测的准确性很低,对系统的运行规划和备用能力也提出了新的要求。
关键词:风力发电,影响;解决方案科学技术在逐步发展,化工厂的迅速发展对生态有着巨大的影响,我们的地下水很快受到污染,还有沙尘暴的影响。
洪水,干旱和其他自然灾害,因为我们的土地资源是浪费在稀缺的资源,因此,在这种情况下属于清洁能源的风能可用来风力发电。
风能可用于生产风能使风力发电进入一个火箭般的发展时期,要想将风力发电运行的好必须实现并网运行。
一、我国风力发电现状在20世纪80年代,我国开始开发可再生的风能。
由于资金和技术有限,资源的利用效率不高。
1990年代中期,国内风力发电能力仅为38000千瓦。
21世纪,世界各国都面临着严重的能源危机。
将绿色经济发展提高到国家战略发展水平。
提高可再生的绿色能源的使用效率已成为全世界的一个优先事项。
在我国,政府部门和社会各界也给予了关注。
近年来,中国为自己确定了促进可再生能源的目标,采取实际步骤制定法律政策和加强投资支持,风电等一系列可再生能源的开发力度利用水平得到了显著提升。
在2014年我国风能和电能的发展速度稳步增长,风力和电能机组的体积再次增长。
根据不完全的统计数据,新增了13 121台机组,累计安装了76241台机组。
二、风力发电对电力系统的影响1、对电能质量的影响。
风电功率的不确定性和风扇机组的运行特性导致风扇机组输出功率的波动动,然后对电能的质量产生一定的影响,如电压波动和电压谐波偏转波。
风能对电力质量的负面影响也是电压波动的主要表现之一。
风力发电技术对电力系统频率稳定性的影响及控制策略
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风力发电技术对电力系统频率稳定性的影响及控制策略风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,得到了越来越广泛的应用和发展。
然而,由于风力发电的不确定性和波动性,它对电力系统的频率稳定性产生了一定的影响。
本文将重点讨论风力发电技术对电力系统频率稳定性的影响,并提出相应的控制策略。
首先,我们需要了解电力系统的频率稳定性是指系统在外部干扰下,能够保持合适的频率范围内运行,不发生频率失控或频率振荡的能力。
风力发电技术的引入增加了电力系统的不确定性,对电力系统频率稳定性带来了一定的挑战。
风力发电的不稳定性主要表现在两个方面:首先,风力发电的产生与风速息息相关,而风速是一个非常不稳定的因素,容易导致风力发电的输出功率波动较大。
其次,风力发电机组的快速响应能力有限,无法像传统的发电机组那样快速调节输出功率,造成了系统频率的波动。
造成频率稳定性问题的一个重要因素是风力发电机组的不确定性。
因为风速的变化会直接影响风力发电机组的输出功率,而电力系统中的其他发电机组需要根据整个系统的负荷需求来调节发电功率和频率。
当风速突然改变时,风力发电机组的输出功率会突然增加或减少,而电力系统中的其他发电机组则需要迅速调整以平衡负荷需求,这就带来了频率的波动。
针对风力发电技术对电力系统频率稳定性的影响,我们可以采取一些控制策略来解决这个问题。
首先,我们可以通过增加风力发电机组的容量来减小风速变化对系统频率的影响。
较大的风力发电机组容量意味着更大的惯性,它们能够更好地抵抗外界风速变化带来的冲击,从而减小了对系统频率的影响。
其次,我们可以采用功率控制策略来调整风力发电机组的输出功率,以缓解频率波动。
现代风力发电技术通常配备了先进的功率控制系统,可以通过改变桨叶的角度或调节发电机的励磁电流来实现输出功率的调整。
通过及时响应系统频率的变化,风力发电机组可以根据需要增加或减少输出功率,保持系统频率的稳定。
此外,增加风力发电机组与其他发电机组之间的协调和通信也是解决频率稳定性问题的有效方法。
风力发电对电力系统的影响
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风力发电对电力系统的影响摘要:随着地球不可再生资源的日益枯竭,传统的发电模式已经不再是将来主流发电技术的理想之选。
并且,随着我国城市化进程全面深化,当代社会社会生产自己人们的生活对电力的稳定性和质量要求越来越高,传统的发电模式无法兼顾每一位用电户的需求,在用电高峰期的时候也无法调整电力负荷,电压不稳的情况时有发生,一些偏远山区的供电状况更是差强人意。
而分布式发电技术作为实现可持续化发展的技术产物,能够对某一区域内的用户进行专项供电,有效地解决传统供电模式的一些弊端,如停电、电压不稳等现象。
此外分布式电站还具有建设维护成本低廉、安全性和可靠性兼顾、对环境破坏小的诸多优点。
关键词:风力发电;电力系统;影响作用一、风电的发展1.1风力发展的现状我国已把可再生能源的开发和利用上升到了战略发展高度,能源结构优化是解决当前中国日趋严重化石燃料的时候和大气污染问题的主要办法之一。
我国技术比较成熟和利用最早的可再生能源是水能,但存在开发周期长和成本投资大的问题;目前,风能似乎已成为最具潜力的可再生清洁能源。
1.2我国风力发电产业的发展目标我国风电装机规模快速增长,风电技术水平与日俱增,我国风电发展又出现了一些新的挑战。
为了确保2030年可再生能源消费量将达到总体的20%的目标能够实现,促使能源结构转型升级及风电产业的健康发展,我国明确了发展风电的指导思想、基本原则、发展目标、建设布局、重点任务、创新发展方式及保障措施。
随着风电装机规模的快速增长和风电技术水平的不断提高,我国风电发展面临着一些新的挑战。
为确保2030年可再生能源消费达到20%的总体目标,促进能源结构转型升级和风电产业健康发展,我国明确了指导思想、基本原则、发展目标、建设布局、重点任务,创新风电发展方式和保障措施。
二、风力发电对电力系统的影响及对策2.1风速类型设计为深入探究电力系统受风电机组的影响,本次实验研究设定4种风速类型,通过改变风速类型,判断风电机组在电力系统作用力中的变化大小,从而判断电力系统作业所受影响。
风力发电对电力系统的影响分析 刘帅
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风力发电对电力系统的影响分析刘帅摘要:如今人们的环保意识不断加强,环境保护的理念已经深入人心。
风力发电作为新型的清洁能源,已经成为国家关注和发展的重点,发展极为迅速,国家以及众多企业投入大量资金进行风力发电相关技术的研究,大量的风电场也在投入建设。
该文对近年来风力发电的现状进行了介绍,对风电运行存在的问题进行了分析,并对风电未来发展的趋势进行了展望。
关键词:风力发电;电力系统;发展趋势;供电质量1风电场并网对电网的影响1.1影响电网调度分配风能的不确定性和不可控性,造成其难以进行可靠的调节和预测,风电的并入,使电力系统的备用容量增加。
由于火电机组需要几个小时的时间才能可靠投入,一旦系统的备用容量不足,则会对风电场的并网造成影响。
风电的并网常常会显得不太合时宜,即在用电高峰时风电供应较少,而在用电低谷时电能的产生量却很大,增加了电网的调度难度。
1.2影响电网的供电质量风电场的并入增加了电网的电源,但由于风能的不稳定性和随机性,风电场的输出功率是波动的,从而造成电网电压的稳定性不高。
目前风电系统主要为以步发电机,需要吸收大量无功,若无功不足则会造成电网压降和闪变的问题。
风力发电并网的电力电子设备也会产生谐波,对电网的供电质量造成影响。
1.3功率流动模式在风电场并网后发生改变常规电网电能从电源发出,经由输电线路输送到负荷端,电能的传输方向是单向传输。
而风电场在电网的末端,通常建立在偏远的野外,远离用户端,风电场并网后,配电网的功率流动呈双向传输,对系统的继电保护整定造成影响,应多电源网络模式配置保护设备,整定值不应在并网冲击电流范围内。
2常用的风力发电系统目前风力发电系统常用的风力发电机主要有恒速恒频率异步发电机、变速恒频双馈异步发电机和直驱永磁同步发电机三种。
由于变速恒频系统可以适应较宽的风速范围,已经成为风力发电的主流机型,而直驱永磁同步发电机和全功率变流器组合在未来有着广阔的发展前景。
2.1恒速恒频发电机系统恒速恒频发电机系统主要由风力机、变速箱、异步发电机以及并联电容器构成。
风力发电对电力系统的影响研究
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风力发电对电力系统的影响研究摘要:随着人们环境保护意识的逐步加强,新能源合理应用受到了广泛关注。
在此背景下,风能作为一种绿色清洁型可再生能源,在开发与利用方面逐步发展成为时代热门。
风力发电技术不仅能够有效解决能源不足的问题,还能在一定程度上缓解全球气候变暖。
尤其是风力发电的应用上,已获得相当的进展,不过还面临发电质量、效率、安全性等困难,必须提高科学技术能力予以克服。
本文将就风力发电对电力系统的影响进行研究,根据具体的现象,给出一些合理的看法与意见,希望今后获得良好的应用。
关键词:风力发电;电力系统;影响研究引言随着风力发电的迅速发展,风力发电并网问题越来越受到人们的重视。
尽管风电具有环境友好、绿色清洁和可再生等诸多优点,但其具有较强的波动性和随机性,容易受自然因素影响,导致电网中电能质量发生变化。
风电机组并网运行时,会对电力系统中原有的潮流分布、电压和频率产生影响。
我国风电场主要分布在西北地区,东北地区也有风电场正在建设,但是并网条件较为严苛,还有部分风电场受地形等因素影响无法并入电网运行。
总之,研究风力发电并网对电力系统的影响对完善电力系统具有十分重要的意义。
1风力发电技术的运用风能资源丰富,分布广泛,可利用的潜力巨大,是一种清洁的可再生能源。
在风电开发中,风力发电技术的运用主要体现在两个方面:(1)提高风能的转化效率。
风力发电是通过机械设备将空气压缩后产生的能量转换为电能,其输出功率一般不超过额定风速的10%左右,从而大大减少了电网的压力和线路的长度。
(2)增加输电的可靠性与稳定性。
由于风力发电的随机性和间歇性,因此,对输电线路的要求较高,并且受天气的影响较大。
在大风、雷雨天等恶劣的环境下,电力系统的安全性就显得尤为重要,而防雷击的措施又会直接关系到电力系统的稳定运行。
所以,在进行电力系统的设计时,要考虑到可能出现的各种情况,并采取有效的防雷、防过电压的举措以确保电力系统的安全可靠。
清华大学的徐晓明教授就曾提出,目前可再生能源的发电效率是比较低的;如果将太阳能的发电技术运用到风能的生产过程中,可以有效地降低风能的成本;对于风电的接入也能够起到很好的效果;而最近的一项研究表明,风力发电的上网费用是比较大的(约占总投资的5%),但其运行的稳定性较好,并且具有良好的环保性能。
大规模风电并入电网对电力系统的影响
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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。
风力发电对电力系统运行的影响
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风力发电对电力系统运行的影响江苏省南京市210000摘要:风力发电是一种绿色能源,能够有效改善能源的结构,具有经济环保等优点,是今后风力发电发展的必然方向。
文章从风力发电给电网带来的冲击出发,归纳出了风能网整合所要面对的技术难题,例如:风力发电场的规模建设,对电力品质、稳定性、安全设备的作用等。
在此基础上,通过分析国内外学者在理论与实践上的有关技术问题,提出优势与不足,以期能够在风力发电技术领域中建立较为完善的技术体系,以此来建立拥有自己所有权的风力发电行业。
关键字:风力发电;电能质量;解决对策能源是人类发展和生活的重要物质基石。
当前,世界上的能源消耗每年都在增长,能源消耗的巨大,给人类造成了非常严峻的环境保护问题。
如:气候变暖、生态破坏、大气污染等,而常规矿物资源的储备是非常少的,而过量的开发会加快资源的枯竭。
在中国,由于我国能源结构不够完善,燃煤电厂所占据的比重较大,导致能源短缺和环境问题日趋突出,可持续发展和使用可更新的资源日益成为当务之急。
风力发电是多种可持续发展的资源,其竞争能力是最大的。
风力发电技术已趋于完善,商品化程度日益提升,是目前最具发展潜力的可再生能源。
在经济上,风力发电的价格在持续下降,而传统的电力因环境保护需求的提高而导致了更多的费用。
此外,由于技术进步,风力发电的价格还有很大的可能进一步下降。
大型风电发电需要进行电网建设。
风电设备接入电网的研究是风电项目建设、开发、运营的重要环节,是风力发电技术领域的三大主题。
虽然欧美等国家在风力发电场的建造和运营方面都有一定的实践经验和技术规范,但是这些技术规范与国内的电网的实际状况相差甚远,并不能完全适应国内的情况。
一、风力发电对电力系统的影响风力发电在电力系统所占的比重每年都在增长,但在有风能资源富裕的地方,电网一般都比较薄弱,因此,必须要注意风力发电对电网的冲击和影响。
风电场合并到电力系统中,将会遇到如下技术难题:风电场的大小、电能的品质、稳定性、防护设备影响等。
风力发电对电力系统影响探析

风力发电对电力系统影响探析摘要:随着我国社会经济的不断发展与进步,我国社会对于能源的需求量也变得越来越巨大。
单纯依靠不可再生能源的使用带来了诸如气候变暖、大气环境被污染等的问题,因此受到了越来越多人的重视。
本文首先就风力发电对电力系统运行的具体影响做出了简要的分析,进而提出了解决风力发电对电力系统运行的具体措施,旨在全面提升我国的风力发电的质量。
关键词:风力发电;电力系统;运行;影响当前,在我国发电结构不合理的现象仍长期存在,火力发电一直占据我国大部分的发电比例,这样不合理的发电结构带来了巨大的环境破坏力,因此应该受到极大的重视。
在国家大力提倡节能减排的今天,利用可再生能源进行发电的呼声越来越强烈,而风力作为一种最为清洁的可再生能源具有很强的发展潜能。
现如今,随着风力发电的不断推广,风力发电已经显现出很强的商业潜力与市场竞争力。
一、风力发电对电力系统运行的具体影响(一)风力发电对发电厂规模的具体影响现如今,我国正处于全国电网互联、电网规模不断扩大的关键发展阶段,而现如今接入到电网系统中的风力发电场大都规模较小,其容量在总电网装机量中所占的比例也较小。
因此,这并不是制约风力电厂规模扩大的主要因素。
现如今,制约我国风力发电厂发展的最主要的原因是,就我国的实际情况来看,风力资源丰富的地区大都是地广人稀之地,耗电量较小,负荷量也较低,改变电网规模最主要的原因是风电功率的注入改变了电网的潮流分布,进而使得局部电网的节点电压发生较大的改变。
加之,风力是一个不可控的自然条件,因此这就直接的影响着风力发电机组在发电的时候可能出现不可控的间歇性和波动性,这么多不可控的因素在现如今的技术水平下是无法预防与避免的,这就给电网是否能可靠的运转带来了巨大的挑战。
因此,在现如今的技术水平下,如何确定一个电网最大的风电注入功率成为了风力发电过程中最亟待解决的问题之一。
(二)风力发电对电能质量的具体影响由于风能本身的不确定性的影响,使得人们在利用风力进行发电的过程中会常常出现输出功率比较波动的现象。
风电技术发展对电力系统的影响有哪些
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风电技术发展对电力系统的影响有哪些在当今能源转型的大背景下,风电技术作为一种清洁能源技术,取得了长足的进步。
风电技术的发展不仅为我们提供了更多的绿色能源,也给电力系统带来了多方面的影响。
首先,风电技术的发展增加了电力系统的能源供应多样性。
过去,电力系统主要依赖传统的化石能源,如煤炭、石油和天然气。
然而,随着对环境问题的日益关注和能源可持续发展的需求,风电作为一种可再生能源,逐渐成为电力供应的重要组成部分。
这种多样性有助于降低对有限且不可再生的传统能源的依赖,增强了能源供应的稳定性和安全性。
风电的大规模接入改变了电力系统的电源结构。
传统电源,如火力发电,其输出相对稳定且可控。
而风力发电则具有间歇性和波动性的特点。
这意味着风电的输出功率会随着风速的变化而不断变化。
在风速较高时,风电出力大;在风速较低时,出力则小。
这种不稳定性给电力系统的调度和运行带来了挑战。
为了应对这一挑战,电力系统需要更加灵活的调度策略和先进的预测技术,以更好地平衡供需关系。
风电技术的发展对电力系统的电能质量产生了影响。
由于风电输出的波动性,可能导致电压波动、频率偏差等电能质量问题。
这对于对电能质量要求较高的用户,如精密制造业等,可能会产生不利影响。
为了保障电能质量,电力系统需要采取一系列措施,如安装无功补偿装置、优化电网结构等。
在电网规划方面,风电的发展也带来了新的要求。
为了有效地消纳风电,需要建设更加坚强、智能的电网。
这包括加强输电线路的建设,提高输电能力,以及发展智能电网技术,实现电网的智能化监控和管理。
同时,在电网规划中还需要考虑风电的分布特点和季节性变化,以确保电网的可靠性和经济性。
从电力市场的角度来看,风电的发展也推动了电力市场机制的改革和完善。
由于风电的成本和价格与传统能源存在差异,需要建立合理的市场机制来促进风电的消纳和发展。
这可能包括制定差异化的电价政策、建立绿色证书交易制度等,以激励各方积极参与风电的开发和利用。
风电并网对电力系统的影响
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风电并网对电力系统的影响摘要:由于风速具有波动性和间歇性,风力发电具有较强的不确定性。
为了确保电力系统的安全、稳定运行,研究风电并网对电力系统的影响是非常必要的。
本文分析了风电并网对电力系统的影响,之后提出了解决问题的措施,以供参考。
关键词:风电并网;电力系统;影响;措施随着现代工业的飞速发展和化石能源的日趋枯竭,能源和环境问题日益严峻,风电作为一种可再生的绿色能源,已成为世界上发展最快的可再生能源。
我国风力发电建设进入了一个快速发展的时期,大规模的风力发电必须要实现并网运行。
风电场接入电力系统的分析是风电场规划设计和运行中不可缺少的内容,是风力发电技术的三大课题之一。
随着风电场容量在系统中所占比例的增加,风电场对系统的影响越来越显著。
因此,必须深入研究这些影响,确保电力系统的安全、稳定运行。
1 风电并网对电力系统的影响1.1 风电并网对系统稳定性的影响一方面,风电并网引起的稳定问题主要是电压稳定问题。
风力发电随风速大小等因素而变化,同时由于风能资源分布的限制,风电厂大多建设在电网的末端,网架结构比较薄弱,所以在风电并网运行时必然会影响电网的电压质量和电网的电压稳定性。
同时大型风电厂的风力发电机几乎都是异步发电机,在其并网运行时需从电力系统吸收大量无功功率,增加电网的无功负担,有可能导致小型电网的电压失稳。
另一方面,风电并网改变了配电网的功率流向和潮流分布,这是既有的电网在规划和设计时未曾考虑的。
因此,随着风电注入功率的增加,风电场附近局部电网的电压和联络线功率将超出安全运行范围,影响系统的稳定性。
随着各地风力发电的蓬勃发展,风电场的规模不断扩大,风电装机容量在系统中所占的比例不断增加,风电输出的不稳定性对电网的功率冲击效应也不断增大,对系统稳定性的影响就更加明显。
情况严重时,将会使系统失去动态稳定性,导致整个系统瓦解。
1.2 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。
风力发电对电力系统运行的影响
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风力发电对电力系统运行的影响摘要:风力发电作为一种绿色能源有着改善能源结构、经济环保等方面的优势,也是未来能源电力发展的一个趋势。
但风力发电技术要具备与传统发电技术相当的竞争力,还存在一些问题有待解决。
本文从风力发电对电力系统的影响入手,总结了风电网并入电网主要面临的一些技术问题,如风力发电场的规模问题,对电能质量的影响,对稳定性的影响,对保护装置的影响等;然后针对这些技术问题,综合比较了各国研究和工程技术人员在理论和实际运行方面的相关解决方案,指出各方案的优缺点,期待更加成熟的风力发电技术的形成,以建设我国具有自主产权的风电产业。
关键词:风力发电;电能质量;稳定性;解决方案引言:在可再生能源利用中,风能具有很强的竞争力。
风能发电在技术上日趋成熟,商业化应用不断提高,是近期内最具有大规模开发利用前景的可再生资源。
经济性方面,风力发电成本不断降低,同时常规能源发电由于环保要求增高使得成本进一步增加;而且随着技术的进步,风力发电的成本将有进一步降低的巨大潜力。
大规模的风力发电必须要实现并网运行。
风电场接入电力系统的分析是风电场规划设计和运行中不可缺少的内容,是风力发电技术的三大课题之一。
尽管欧美的风电大国对风力发电的建设和运行已经有一些实际经验和技术规定,但由于和我国电网结构的实际情况差别很大,并不能完全适合我国的情况。
本文主要介绍风力风电并网对电力系统的影响。
风力发电对电力系统的影响风力发电在电力中的比例逐年增加,而在风力资源丰富地区,电网往往较弱,风电场并入电网主要会面临以下一些技术问题:风力发电场的规模问题,对电能质量的影响,对稳定性的影响,对保护装置的影响等。
1.1风力发电场的规模问题目前,我国正在进行全国电网互联,电网规模日益增大。
对于接入到大电网的风电场,其容量在电网总装机容量中占的比例很小,风电功率的注入对电网频率影响甚微,不是制约风电场规模的主要问题。
然而,风能资源丰富的地区人口稀少,负荷量小,电网结构相对薄弱,风电功率的注入改变了电网的潮流分布,对局部电网的节点电压产生较大的影响,成为制约风电场规模的重要问题。
风力发电并网对电力系统的影响
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风力发电并网对电力系统的影响摘要:风力发电作为一种重要的可再生能源形式,越来越受到人们的广泛关注。
随着风电设备制造技术的日益成熟和风电设备价格的逐步降低,近些年来,无论是发达国家还是发展中国家都在大力发展风力发电。
特别是自20世纪80年代以来,大、中型风电场并网容量发展最为迅猛,对常规电力系统运行造成的影响逐步明显和加大,由此提出了一系列值得关注和研究的问题。
风力发电的主要特点是随机性与不可控性,主要随风速变化而变化。
因此,风电并网运行对主电网运行带来诸多不利影响。
分析风电场并网对电网影响是风电事业发展的关键技术问题,同时也是电网部门安全、经济运行的一个新课题。
关键词:电力系统;电网电压;电网频率;措施1 风电并网对主电网运行的影响由于风速变化是随机性的,因此风电场的出力也是随机的。
风电本身这种特点使其容量可信度低,给电网有功、无功平衡调度带来困难。
在风电容量比较高的电力网中,可能会产生质量问题。
例如电压波动和闪变、频率偏差、谐波等问题。
更重要的是:系统静态稳定、动态稳定、暂态稳定、电压稳定都需要验证。
当然,相同装机容量的风电场在不同的接入点对电网的影响也是不同的。
在短路容量大的接入点对系统影响小。
反之,影响就大。
定量分析风电场对主电网运行的影响,要从稳态和动态两方面进行分析。
稳态分析就是对含风电场的电力系统进行潮流计算。
在稳态潮流分析中,风电场高压母线不能简单视为PQ节点或PV节点。
含风电场的电力系统对平衡节点的有功、无功平衡能力提出更高要求,要分别分析含风电场电网在电网大、小运行方式下,是否满足系统的安全稳定运行的各种约束。
由于不同的风电机组的工作原理、数学模型都不相同,因此,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:首先要设定风速,取值范围为风机切入风速到切出风速之间。
考虑尾流效应,利用RAHMAN模型计算出各台风机轮毂处风速。
风力发电对电力系统的影响及解决措施
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风力发电对电力系统的影响及解决措施发布时间:2021-06-25T14:33:29.700Z 来源:《当代电力文化》2021年第6期作者:李春华鲁新[导读] 目前,在中国各种新能源的开发利用中,风力发电的优势仍显而易见李春华鲁新内蒙古华电辉腾锡勒风力发电有限公司内蒙古呼和浩特 010010摘要:目前,在中国各种新能源的开发利用中,风力发电的优势仍显而易见。
首先,由于风力发电技术的迅速发展,效率大大提高,因此风力发电的使用成本不断降低,经济效益突出。
就环境保护而言,风能是清洁和无污染的能源,在发电过程中不会对周围的自然环境产生重大影响,在环境保护方面具有显着优势。
然而,在需求过程本身,在大规模风力发电和国家电网并行运作方面仍然存在许多技术问题,需要进一步研究。
关键词:风力;发电系统;发电量;预测阐述了风电的发展前景和装机容量增加对电力系统的影响,介绍了继电保护装置和配电方式的影响。
即风电并网对电力系统的影响及解决方案,如提高电能质量、改善电网结构、安装电力电子设备等,加强电网安全管理,提高风电场接入设计要求。
一、中国风电的发展1.风力发电发展现状。
中国将可再生能源的开发利用提高到战略发展水平,优化能源结构是解决中国日益严重的化石燃料和空气污染问题的主要途径之一。
成熟技术的可再生能源和中国的第一次使用是水能源,但存在着发展周期长、成本投资大等问题,目前风能似乎已成为最有潜力的清洁可再生能源。
2.中国风电产业发展目标。
随着中国风电装机容量的快速增长,风电技术水平日益提高,中国风电发展面临新挑战。
为了确保到2030年可再生能源消费总量达到20%,促进能源结构的改造和现代化以及风力发电产业的健康发展,中国制定了指导思想、基本原则、发展目标、建设规划、关键任务和创新发展方法随着风电装机容量的快速增长和风电技术水平的不断提高,中国风电的发展面临着新的挑战。
为了确保到2030年可再生能源消费达到20 %的总体目标,促进能源结构转型和现代化以及风力发电产业的健康发展,中国确定了指导思想、基本原则、发展目标、建设规划、关键任务,并创新了节能模式。
风力发电对电力系统的影响及解决措施
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风力发电对电力系统的影响及解决措施摘要:风力发电作为一种可再生能源,对电力系统产生了积极的影响,但也带来了一些挑战。
风力发电的输出受到风速的影响,因此电力输出会有波动。
这可能导致电力系统的不稳定性,特别是在风速变化较大的情况下。
大规模风力发电的集中接入可能会对电力系统的稳定性产生影响。
由于风力发电的不可控性,可能导致电网频率和电压波动。
通过合理的规划和技术应用,可以解决这些问题,实现可持续的电力供应。
关键词:风力发电;电力系统;解决措施风力发电技术是一种利用风能转化为电能的可再生能源技术。
随着对可再生能源的需求不断增加,风力发电技术也得到了广泛的研究和发展,通过改进风机的设计和优化,以提高其效率和可靠性,这包括改进叶片的形状和材料,提高风机的控制系统,以及优化风机的布局和排列方式。
为了更好地利用风能资源,可采用气象数据和数值模拟方法来确定风能资源的分布和变化,并为风电场的选址和规划提供科学依据。
随着风电场规模的不断扩大,风电场的运维和管理成为一个重要的研究领域,开发智能化的监测和控制系统,以提高风电场的运行效率和可靠性,并降低维护成本。
将风力发电系统与其他能源系统集成,以实现能源的多样化和互补,这包括与太阳能、储能技术和智能电网等能源系统的集成研究。
风力发电技术的研究主要集中在提高风机效率、评估风能资源、优化风电场运维和管理、提高系统的可持续性以及与其他能源系统的集成等方面。
这些研究的目标是提高风力发电的经济性、可靠性和环境友好性,推动可再生能源的可持续发展。
一、风力发电对电力系统的影响及解决措施风力发电作为一种可再生能源,对电力系统产生了积极的影响,但也带来了一些挑战。
(一)不稳定的电力输出风力发电的输出受到风速的影响,风速的变化导致风力发电机的输出功率波动,这可能导致电力系统的不稳定性。
需要注意的是,风力发电的不稳定性是其固有的特点,无法完全消除。
因此,在规划和设计风力发电项目时,需要综合考虑电力系统的可靠性和稳定性要求,以及风力资源的特点和变化情况。
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风力发电对电力系统运行的影响摘要:风力发电作为一种绿色能源有着改善能源结构,经济环保等方而的优势,也是未来能源电力发展的一个趋势,但风力发电技术要具备与传统发电技术相当的竞争力,还存在一些问题有待解决,本文从风力发电对电力系统的影响入手,总结了风电网并入电网主要面临的一些技术问题,如风力发电场的规模问题,对电能质量的影响,对稳定性的影响,对保护装置的影响等;然后针对这此技术问题,综合比较了各国研究和工程技术人员在理论和实际运行方面的相关解决方案,指出各方案的优缺点,期待更加成熟的风力发电技术的形成,以建设我国具有自主产权的风电产业。
关键词:风力发电,电能质量,稳定性,解决方案0引言能源是推动社会进步和人类赖以生存的物质基础。
目前,全球能源消耗速度逐年递增,大量能源的消耗,已带来十分严重的环境问题,如气候变暖、生态破坏、大气污染等,并且传统的化石能源储量有限,过度的开采利用将加速其耗竭的速度。
在中国由于长期发电结构不合理,火电所占比例过大,由此带来了日益严重的燃料资源缺乏和环境污染问题。
对于可再生能源的开发和利用变得颇为急切。
在各种可再生能源利用中,风能具有很强的竟争力。
风能发电在技术上日趋成熟,商业化应用不断提高,是近期内最具有大规模开发利用前景的可再生资源。
经济性方面,风力发电成本不断降低,同时常规能源发电由于环保要求增高使得成本进一步增加;而且随着技术的进步,风力发电的成本将有进一步降低的巨大潜力。
我国的海洋和陆地风能资源很丰富,江苏位于东南沿海,海上风能资源有很大的开发潜力。
江苏省如东县建设了我国第一个风电场特许权示范项目。
该项目是国内迄今为止最大的风电场项目,其一期建设规模为100MW,单机容量1MW,100台风机,全部采用双馈感应发电机。
江苏省盐城也正在准备建风电场,但目前江苏乃至全国的风力发电技术都还不成熟。
大规模的风力发电必须要实现并网运行。
风电场接入电力系统的分析是风电场规划设计和运行中不可缺少的内容,是风力发电技术的三大课题之一(其余两项为风能储量调查与风力发电机组技术)。
尽管欧美的风电大国对风力发电的建设和运行已经有一些实际经验和技术规定,但由于和我国电网结构的实际情祝差别很大,并不能完全适合我国的情况。
本文主要介绍风力风电并网对电力系统的影响。
1风力发电对电力系统的影响风力发电在电力中的比例逐年增加,而在风力资源丰富地区,电网往往较弱,风力发电对电网间的影响也是应该考虑的问题。
风电场并入电网主要会面临以下一些技术问题:风力发电场的规模问题,对电能质量的影响,对稳定性的影响,对保护装置的影响等。
1.1风力发电场的规模问题目前,我国正在进行全国电网互联,电网规模日益增大。
对于接入到大电网的风电场,其容量在电网总装机容量中占的比例很小,风电功率的注入对电网频率影响甚微,不是制约风电场规模的主要问题。
然而,风能资源丰富的地区人口稀少,负荷量小,电网结构相对薄弱,风电功率的注入改变了电网的潮流分布,对局部电网的节点电压产生较大的影响,成为制约风电场规模的重要问题。
风力发电的原动力是自然风,因此风电场的选址主要受风资源分布的限制,在规划建设风电场时,首先要考虑风能储量和地理条件。
然而风力资源较好的地区往往人口稀少,负荷量小,电网结构相对薄弱,风电功率的注入改变了局部电网的潮流分布,对局部电网的电压质量和稳定性有很大影响,限制了风电场接入系统的方式和规模。
另外风力发电的原动力是不可控的,它是否处于发电状态以及出力的大小都决定于风速的状况,风速的不稳定性和间歇性决定了风电机组的出力也具有波动性和间歇性的特点。
在现有的技术水平下风力发电还无法准确预报,因此风电基木上是不可调度的。
从电网的角度看,并网运行的风电场相当于一个具有随机性的扰动源,对电网的可靠运行造成一定的影响。
由此可见,确定一个给定电网最大能够承受的风电注入功率成为风电场规划设计阶段迫切需要解决的问题。
1.2对电能质量的影响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,可能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。
电压波动和闪变是风力发电对电网电能质量的主要负面影响之一。
电压波动的危害表现在照明灯光闪烁、电视机画面质量下降、电动机转速不均匀和影响电子仪器、计算机、自动控制设备的正常工况等。
影响风力发电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。
并网风电机组在启动、停止和发电机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,风电机组中的电力电子控制装置如果设计不当,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,并可能引发由谐振带来的潜在问题。
异步电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,因此并网时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。
风力发电机组与大电网并联时,合闸瞬间的冲击电流对发电机及电网系统安全运行不会有太大影响。
但对小容量的电网而言,风电场并网瞬间将会造成电网电压的大幅度下跌,从而影响接在同一电网上的其他电器设备的正常运行,甚至会影响到整个电网的稳定与安全。
1.3对稳定性的影响风力发电通常接入到电网的末端,改变了配电网功率单向流动的特点,使潮流流向和分布发生改变,这在原有电网的规划和设计时是没有预先考虑的。
因此,随着风电注入功率的增加,风电场附近局部电网的电压和联络线功率将会超出安全范围,严重时会导致电压崩溃。
由于采用异步发电机,风电系统在向电网注入功率的同时需要从电网吸收大量的无功功率。
因此,为了补偿风电场的无功功率,每台风力发电机都配有功率因数校正装置,目前常用的是分组投切的并联电容器。
电容器的无功补偿量的大小与接入点电压的平方成正比,当系统电压水平较低时,并联电容器的无功补偿量迅速下降,导致风电场对电网的无功需求上升,进一步恶化电压水平,严重时会造成电压崩溃。
由于异步发电机的功率恢复特性,当电网发生短路故障时,若故障切除不及时,也将容易导致暂态电压失稳。
另一方面,随着风电场规模的不断扩大,风电场在系统中所占的比例不断增加,风电输出的不稳定性对电网的功率冲击效应也不断增大,对系统稳定性的影响就更加显著,严重情况下,将会使系统失去动态稳定性,导致整个系统的瓦解。
1.4对保护装置的影响为了减少风电机组的频繁投切对接触器的损害,在有风期间风电机组都保持与电网相连,当风速在起动风速附近变化时,允许风电机组短时电动机运行,因此风电场与电网之间联络线的功率流向有时是双向的。
因此,风电场继电保护装置的配置和整定应充分考虑到这种运行方式。
异步发电机在发生近距离三相短路故障时不能提供持续的故障电流,在不对称故障时提供的短路电流也非常有限。
因此风电场保护的技术困难是如何根据有限的故障电流来检测故障的发生,使保护装置准确而快速的动作。
另一方面,尽管风力发电提供的故障电流非常有限,但也有可能会影响现有配电网络保护装置的正确运行,这在最初的配电网保护配置和整定时是没有考虑到的。
2解决措施2.1风力发电场的规模问题2.1.1衡量风力发电规模的两个指标国内外的学者和工程技术人员通常采用以下两个指标来表征电力系统中风力发电规模的大小,以此作为计算分析和进行评价的依据:(1)风电穿透功率极限:风电穿透功率(wind power penetration)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为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。
根据欧洲国家的一些统计数据,风电穿透功率达到10%是可行的。
(2)风电场短路容量比:定义为风电场额定容量Pwind与该风电场与电力系统的连接点----PCC(Point of Common Coupling)的短路容量Ssc之比。
短路容量表示网络结构的强弱,短路容量大说明该节点与系统电源点的电气距离小,联系紧密。
风电场接入点的短路容量反映了该节点的电压对风电注入功率变化的敏感程度。
风电场短路容量比小表明系统承受风电扰动的能力强。
对于风电场的短路容量比这一指标,欧洲国家给出的经验数据为3.3%~5%,日本学者认为短路比在10%左右也是允许的。
2.1.2风电场最大注入功率的影响因素和计算方法风电场的最大注入功率不仅取决于风电场的运行特性和系统中其它发电设备的调节能力,还与风电接入的系统的网络结构等诸多因素密切相关。
主要的因素有:风电场接入点负载能力的强弱;风电场与电网的联接方式;系统中常规机组的调节能力的大小;风电机组的类型和无功补偿状况;地区负荷特性等。
分析风电场最大注入功率的主要方法有:时域仿真法,稳态潮流仿真法,静态安全约束和优化的方法,稳态频率约束的方法,各种方法重点考虑的影响因素不同,适用的范围也不同,也可以将其中两种或两种以上进行组合计算。
具体的方法分析如表1所示。
文献[21]给出了包含风电场的电力系统潮流的交替迭代计算方法,结合实际系统分析了影响风电机组最大注入功率的各种因素。
分析计算表明,制约风机一异步发电机组的最大注入功率的主要原因是风电功率注入引起的节点电压越限。
风电机组的最大注入功率是风电场接入地区的中枢点电压水平、风电系统负荷的轻重、风电场的无功补偿容量大小以及风电场接入系统的联络线的x/r的大小等因素综合作用的结果。
提高风电接入系统的电压调整能力、适当增加风电场的无功补偿量和采用x/r较小的联络线将有利于提高风电场的最大注入功率。
文中最后根据我国实际情况,从风电场接入地区的局部电网的电压水平和稳定性出发,以风电场短路容量比为指标,用时域仿真和稳态潮流仿真相结合的方法对某个实际的系统进行计算,计算结果表明,该系统中风电场的最大安装容量可以突破短路比10%的限制。
2.2改善电能质量问题2.2.1改善电网结构并网风电机组的公共连接点短路比和电网的线路X/R比是影响风电机组引起的电压波动和闪变的重要因素。
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。
合适的电网线路X/R比可以使有功功率引起的电压波动被无功功率引起的电压波动补偿掉,从而使整个平均闪变值有所减轻。
研究表明,当线路X/R比很小时,并网风电机组引起的电压波动和闪变很大。
当线路X/R比对应的线路阻抗角为600~700时,并网风电机组引起的电压波动和闪变最小。
另外通过人工干预使风电机组不同时启停,可以减小启停机对电网的影响。
2.2.2安装电力电子装置对于风电场并网过程对电网造成的冲击,通常采用的是双向晶闸管控制的软启动((Soft-Start)装置。
当风力机将发电机带到同步速附近时,发电机输出端断路器闭合,使发电机经一组双向晶闸管与电网连接,通过电流反馈对双向晶闸管导通角进行控制,使双向晶闸管的触发角由1800向00逐渐打开,并网过程结束后,将双向晶闸管短接。