风电不确定性对电力系统的影响阐释

风电不确定性对电力系统的影响阐释

发表时间：2020-04-14T01:37:47.838Z 来源：《建筑细部》2019年第21期作者：闻新强

[导读] 风电不确定性具有波动性、间歇性、随机性以及模糊性等特点，会对电力系统的运行产生影响。因此，本文针对风电不确定性对电力系统频率、电压、暂态稳定性、充裕性等带来的影响进行分析，目的是为确保电力系统的稳定运行，实现电力行业的可持续发展。

闻新强

中国水利水电第四工程局有限公司西南分局四川 610091

摘要：风电不确定性具有波动性、间歇性、随机性以及模糊性等特点，会对电力系统的运行产生影响。因此，本文针对风电不确定性对电力系统频率、电压、暂态稳定性、充裕性等带来的影响进行分析，目的是为确保电力系统的稳定运行，实现电力行业的可持续发展。

关键词：风电；不确定性；电力系统

风电的波动行为以及间歇行为都有着较强的不确定性，这对于电力的可靠性、经济性以及电能质量等都会产生影响。电力是促进我国更好发展的前提保障，也就是说电力的发展能够带动社会的发展与经济的进步。因此，要在最大程度上保证电力系统的安全稳定运行，这样才能为社会市场提供充足电能，并保证电能质量。所以，本文将针对风电不确定性对电力系统的影响相应内容进行阐述。

1、风电不确定性基本概述

风电不确定性通常情况下主要包含两部分内容，分别是随机性与模糊性，或者是偶然性与非明晰性，它们的物理意义以及产生机理等有着一定的差异性。随机性通常情况下主要是指，结果与给出的场景特征不完善。随机性能够将其分为两种类型，分别是本质型与激励型。本质型随机性主要是指，在没有随机因素的影响下，多维非线性都动力系统表现出来的随机性。激励型随机性主要来源是是随机因素，研究工具是树立统计以及随机过程等。模糊性随机通常情况下主要是指，事物自身概念并不清晰、在事物衡量过程中其尺度不明确，此类问题造成的分类不确定性就被称为模糊型随机性[1]。模糊性与随机性会共同存在于研究对象中，但是由于预报方法缺乏完善性、主观判断缺乏准确性，会导致不确定性的影响范围会进一步扩大。传统的统计回归方式只能实现对随机性的考虑与分析，对于模糊性的处理却是无法更好落实。电力系统规划与运行期间，都会涉及到许多不同的不确定因素。因此，对于不同因素的处理需要深入研究。

2、风电不确定性的风速波动性与间歇性

风速通常情况下都有着较强的波动性与间歇性，如果从时域上对其进行分解，会将风速分为时间尺度的平均风速、时间尺度的脉动风速[2]。如果从频域上对风速进行的划分，那么风速会被划分为低频分量与高频分量。风速自身的波动与间歇，都属于不确定行为，并且处于不断变化当中。经过相应的试验与统计可以看出，风电在一小时之内的变化量，能够占据装机容量的10%—35%之间，风电在两小时到十二小时之内，能够展开装机容量的50%。脉动风速会造成风电功率在均线上下的交变波动，目前使用的机械式风速仪每秒钟可以进行一次采集工作，将五分钟作为计算周期，并将计算结构上传，但是也无法将风速脉动性更好反应出来。风电间歇性在平均风速突然发生变化背景下，无法展开更好预测工作。对于每个快变事件，都能够通过开始时刻、结束时刻或者变化幅度来表示。

3、风电不确定性对电力系统的影响

3.1对频率产生的影响

电力系统子自身具备较强的能力，比如，稳定性反映受扰系统具有地域系统崩溃的能力，充裕性反应系统，具备满足对用户功率需求与电量需求的能力。在是风险分析工作的开展中，涉及到不确定性、混沌理论等，风电的大规模入网使得不确定因素也随之增加。在一次调频时间尺度中，如果地区风险机组功率波动的相关性较小，那么风电场具备的集聚效应也会减少风险总功率波动。通过矢量控制的方式，促使变速风电机组转速能够与电网频率之间解耦，对于其参与一次调频工作而言会产生一定制约[3]。在此背景下，可以通过增加桨距角补偿环节方式，或者调整最大功率定值的方式，来确保工作的有序进行。

3.2对电压产生的影响

风电功率的波动性会在一程度上造成电压的波动，以及电压闪变。与此同时，不同因素都回对电压闪变值缠身影响，比如，塔影效应、湍流强度、中和风等。将闪变值离散方法应用在低频段在中，可以实现误差最小化，更加适用于风电造成的电压波动。在这一过程中，电压波动的频率范围要保证在1Hz—2Hz之间。对于不同类型的风电机组，IEC61400-21标准算法都能将自身的作用发挥。如果动态电压恢复器带储能单元，那么在减少负荷引起的电压波动中，通常会采取无功补偿的方式。利用有功补偿的方式，对风电导致的电压波动进行控制。通过对变速风电机组的无功极限以及影响因素的掌握，可以为风场参与无功调节工作打下基础。在保证系统电压稳定性中，可以采取恒电压控制方式，因为恒电压控制方式，相较于的恒功率因数控制更好。除此之外，还可以采取分散控制模式。风机出现反复脱网的原因主要有两点，分别是电网电压稳定性相对较差，双馈异步风力发电机上网环节对于的无功有着一定的需求。风机的大规模并网运行，在一定程度上增加地区电网感应电机，在发生故障后，电压失稳情况更容易产生。在这一过程中，为在最大程度上避免这一情况的产生，

可以采取安装无功补偿设备的方式，降低连锁脱网事故的发生频率。通过增加风机速度的方式，控制桨距角方式或者无功补偿方式等，能够使得电压失稳风险降低。

3.3对暂态稳定性产生的影响

恒速异步风力发电机其自身并不存在同步稳定性问题，在EEAC理论基础之上，能够明确将恒速异步风力发电机代替同步发电机时，随着不同因素的变化，比如，穿透功率因素、风机类型因素等，可以在一定程度上提升或者降低电力系统暂态稳定性。当渗透率较大、接入的电压等级相对较高时，双馈异步风力发电机会更多程度影响暂态稳定性。也就是说，通过变频器控制的方式，使得功角稳定性能够得到提升[4]。除此之外，在不对称故障背景下，以及动态负荷运行模式下，对于风电接入暂态稳定性问题要做好分析与研究工作。

3.4对充裕性产生的影响

含风电的系统充裕性，需要对其中的不同因素进行充分考虑与分析，比如，容量因子的可信度、风电机组的可用性等。在对中长期发电充裕性的明确中，可以通过分析风电功率在时间周期性与空间相关性的方式，这样也可以在最大程度上保证风电场选址的科学性与合理性。与此同时，对于风电不确定性的短期影响因素也同样要做好分析与研究工作。这样才能更加明确，风电不确定性对充裕性带来的影响。对于不同风电不确定性都要做好分析工作，这样从才能结合实际情况，对电力系统的运行做出调整与完善，将电力系统作用与价值充分发挥。

结束语：

综上所述，风电不确定性对于电力系统的安全稳定运行而言会产生很大影响。同时电力系统的运行，会直接对人们日常生活以及社会市场发展带来影响。在此背景下，为保证电力系统的安全稳定运行。对于风电不确定性需要加大研究力度，明确风电不确定性实际内容。了解风电不确定性会对电力系统的哪一方面产生影响，从而给出有效措施进行调整与完善。对其中存在的风险问题等进行分析，加强对充裕性、对暂态稳定性的了解。从不同方面对电力系统进行优化，从而为我国电力实业发展提供保障。

参考文献：

[1]董军，聂麟鹏，聂仕麟，杨培文，付安媛，黄辉.考虑需求响应与风电不确定性的两阶段鲁棒旋转备用容量优化模型[J].电力建设，2019，40（11）：55-64.

[2]王勇，穆永强，刘靖波，佟永吉，朱洪波，陈明峰，梁鹏，王健.基于风电不确定性模糊量化的综合能源系统规划方法研究[J].可再生能源，2019，37（09）：1340-1345.

[3]邓强，詹红霞，杨孝华，张曦，梅哲.考虑风电不确定性和大用户直购电的电力系统经济调度[J].电力系统保护与控制，2019，47（14）：131-139.

[4]陈庆攀，刘洋，杨得洋.考虑风电不确定性的电力系统鲁棒优化调度[J].电工技术，2019（11）：37-39+43.