【摘 要】隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，全球工業(yè)化程度加深，資源緊缺，環(huán)境污染等問題也相繼凸顯出來。分布式風(fēng)力發(fā)電是分布式發(fā)電中的一種，利用風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能進(jìn)行發(fā)電，有利于資源的利用，環(huán)境的保護(hù)。但是由于分布式發(fā)電過程中容易造成配網(wǎng)的安全問題，因此分布式風(fēng)力發(fā)電對(duì)配網(wǎng)綜合負(fù)荷特性產(chǎn)生的影響受到了電力工作者的廣泛關(guān)注。本文作者重點(diǎn)針對(duì)分布式風(fēng)力發(fā)電對(duì)配網(wǎng)綜合負(fù)荷特性產(chǎn)生的影響予以深入的探究和分析，希望可以對(duì)讀者產(chǎn)生一些積極影響。

【關(guān)鍵詞】分布式風(fēng)力發(fā)電 配電網(wǎng) 綜合負(fù)荷特性 影響

一、前言

從目前發(fā)展情況分析，分布式發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)用不僅可不斷提升系統(tǒng)安全性與靈活性，而且也能滿足電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求，這樣大大降低環(huán)保的壓力。然而，分布式發(fā)電系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行與控制帶來的問題成為我們解決的首個(gè)難題。對(duì)此，根據(jù)現(xiàn)階段分布式發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行工況分析，電網(wǎng)的安全運(yùn)行還存在大量安全隱患，而對(duì)這種影響我們不能忽視。由此看來，探究分布式風(fēng)力發(fā)電對(duì)配網(wǎng)負(fù)荷特性影響是十分有必要的。

二、關(guān)于分布式風(fēng)力發(fā)電的概述

（一）分布式發(fā)電內(nèi)涵和分類

分布式發(fā)電指的是為更好的滿足用戶多樣化的需求，需要在用戶周圍或者是現(xiàn)場(chǎng)增設(shè)多組幾十千瓦、幾十兆瓦發(fā)電機(jī)。因此，從廣義角度分析，分布式發(fā)電指的是在用戶周圍安設(shè)的諸多發(fā)電設(shè)施，但對(duì)于發(fā)電規(guī)模與能源類型并不需要進(jìn)行區(qū)分。分布式風(fēng)力發(fā)電是分布式發(fā)電的重要組成部分，其利用風(fēng)車進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，是一種環(huán)保節(jié)能的發(fā)電模式，值得電力工作者大力推廣。

（二）分布式風(fēng)力發(fā)電

目前全球能源普遍緊張，分布式風(fēng)力發(fā)電是一種現(xiàn)在新興的發(fā)電方式，順應(yīng)了節(jié)約能源，開發(fā)新能源的全球發(fā)展大趨勢(shì)。一經(jīng)出現(xiàn)很快受到全世界的普遍關(guān)注，被應(yīng)用在越來越多的方面。

1.分布式風(fēng)力發(fā)電的原理

風(fēng)能是一種取之不盡用之不竭的清潔型能源，風(fēng)能的使用有利于保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源。我國(guó)目前已經(jīng)在很多地區(qū)采用了風(fēng)力發(fā)電，取得了令人欣喜的成果。目前風(fēng)力發(fā)電多采用風(fēng)車技術(shù)，風(fēng)力發(fā)電一般需要的裝置是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)和鐵塔三部分。通過三部分的運(yùn)作把風(fēng)能轉(zhuǎn)變成電能。在這個(gè)風(fēng)力發(fā)電的過程，整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，風(fēng)輪是最關(guān)鍵的一個(gè)零部件。風(fēng)輪的主要材料一般為玻璃鋼，其他復(fù)合材料也可以在風(fēng)輪的制作使用。風(fēng)輪構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，構(gòu)成它主要由兩部分構(gòu)成，即槳葉與輪轂。受氣流的影響，槳葉在空氣動(dòng)力影響下，推動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，此時(shí)把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。由齒輪箱增速促使發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)把產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

2.分布式風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)

分布式風(fēng)力發(fā)電是一種高效節(jié)能的發(fā)電方式，分布式風(fēng)力發(fā)電在很多方面都存在著明顯的優(yōu)勢(shì)。筆者下面就分布式風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)進(jìn)行一下簡(jiǎn)單的介紹，首先分布式風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用范圍廣，受環(huán)境限制小，只要所處環(huán)境風(fēng)能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)就可以進(jìn)行分布式風(fēng)力發(fā)電。這大大提高了發(fā)電效率，有益于電力的供給。其次由于分布式風(fēng)力發(fā)電運(yùn)用的是風(fēng)能，因此其相較于其它發(fā)電方式更靈活，可以針對(duì)有需要的場(chǎng)合進(jìn)行發(fā)電，簡(jiǎn)便易行，有利于會(huì)場(chǎng)電力的保障。最后，分布式風(fēng)力發(fā)電各發(fā)電站之間相互無影響，因此沒有特殊情況不會(huì)發(fā)生大規(guī)模的停電，保障了居民的正常生活。

3.模型

風(fēng)力發(fā)電模型的建立對(duì)人們了解，控制風(fēng)力發(fā)電至關(guān)重要要，通過風(fēng)力發(fā)電模型，模擬出風(fēng)力發(fā)電的工作，了解風(fēng)力發(fā)電的工作效果運(yùn)轉(zhuǎn)情況，掌握風(fēng)力發(fā)電輸出功率的變化等方面，有利于電力工作者全面了解風(fēng)力發(fā)電，有效的控制和解決風(fēng)力發(fā)電過程中產(chǎn)生的問題。根據(jù)風(fēng)力機(jī)類型劃分，風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要分為兩大類，即恒速發(fā)電機(jī)、變速發(fā)電機(jī)；若按照發(fā)電機(jī)類型進(jìn)行劃分，則包含兩類，即直流發(fā)電機(jī)、交流發(fā)電機(jī)。通常來說，風(fēng)力發(fā)電機(jī)由三模塊構(gòu)成的，包含風(fēng)力機(jī)模塊、機(jī)械傳動(dòng)模塊、發(fā)電機(jī)模塊。電力工作者通過對(duì)以上具體發(fā)電系統(tǒng)的模擬可以很好的掌握風(fēng)力發(fā)電的情況，保證風(fēng)力發(fā)電的順利進(jìn)行。

（三）風(fēng)力發(fā)電機(jī)的種類

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，從整體上來說，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)就是由若干個(gè)發(fā)電機(jī)組成的，在由變壓器經(jīng)生涯之后和配電網(wǎng)相連接。在分布式風(fēng)力發(fā)電中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的種類繁多，電力工作者對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的選擇要格外重視?，F(xiàn)階段，最常見的風(fēng)力發(fā)電機(jī)包含以下幾種，作者對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)分析。

1.恒速恒頻

此類型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通常是由若干個(gè)零部件組合而成的，例如：恒速風(fēng)力機(jī)、齒輪箱、變壓器以及異步發(fā)電機(jī)等。而且它是國(guó)際上應(yīng)用最早、最廣泛的一類風(fēng)力發(fā)電機(jī)。但是，它的缺陷在于裝機(jī)容量偏小，必須由風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)吸收一部分無功功率。

2.變速恒頻雙饋

此類風(fēng)力發(fā)電機(jī)是由風(fēng)力機(jī)、異步發(fā)電機(jī)、PWM變流器、電容等。而且它不僅能夠調(diào)節(jié)有功功率，而且又能對(duì)無功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)；另外，在外界風(fēng)力影響下，發(fā)電機(jī)組采用并網(wǎng)發(fā)電，而在無風(fēng)影響時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)也可當(dāng)作電網(wǎng)頻率或是電壓補(bǔ)償裝置。而且和當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電技術(shù)比較來說，在經(jīng)濟(jì)性和可靠性方面都潛在巨大優(yōu)勢(shì)，在市場(chǎng)中占有很大份額。所以，此類風(fēng)力發(fā)電機(jī)成為未來風(fēng)力發(fā)電的主要趨勢(shì)。

3.直驅(qū)永磁同步

此類風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)很多，如：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪聲偏低，可靠性非常高等；處在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，不再由配電網(wǎng)中吸收無功功率；調(diào)節(jié)變頻器調(diào)制比，對(duì)有功功率與無功功率進(jìn)行有效控制，不斷提升電網(wǎng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行特性。

（四）分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的選擇

分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的選擇對(duì)分布式風(fēng)力發(fā)電至關(guān)重要，現(xiàn)階段分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有兩類，一類是并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，一類是獨(dú)立的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。這兩類發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)具體電力工程的需要選擇使用，其中并網(wǎng)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)適合大規(guī)模的發(fā)電例如，城市居民用電，工業(yè)用電等，而獨(dú)立式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)適合較小規(guī)模的發(fā)電，例如邊遠(yuǎn)地區(qū)山村的發(fā)電。因此在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的選擇上一定要考慮實(shí)際需要，結(jié)合自身實(shí)際情況，綜合考慮環(huán)境，經(jīng)濟(jì)，用電需求，等多方面因素，選擇出最優(yōu)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。

三、分布式風(fēng)力發(fā)電對(duì)配網(wǎng)綜合負(fù)荷特性產(chǎn)生的諸多影響分析

（一）實(shí)施方案

1.建立負(fù)荷模型

分布式風(fēng)力發(fā)電的接入容易對(duì)配網(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，影響系統(tǒng)的安全。因此急需建立負(fù)荷模型，了解分布式風(fēng)力發(fā)電對(duì)配網(wǎng)綜合負(fù)荷特性的影響。負(fù)荷特性指的是在各個(gè)時(shí)間段電網(wǎng)等效負(fù)荷母線U、P、Q的變化。為準(zhǔn)確的對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)接入后的負(fù)荷特性影響進(jìn)行分析，針對(duì)不同電壓影響下的負(fù)荷特性數(shù)據(jù)以及在接入WPG后的廣義負(fù)荷特性數(shù)據(jù)予以獲取，再進(jìn)行對(duì)比分析。通過負(fù)荷模型進(jìn)行分布式風(fēng)力發(fā)電試驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)，集中對(duì)分布式風(fēng)力發(fā)電對(duì)配網(wǎng)綜合負(fù)荷特性的影響進(jìn)行分析。通過建立負(fù)荷模型的方法對(duì)分布式風(fēng)力發(fā)電對(duì)配網(wǎng)的綜合負(fù)荷特性影響進(jìn)行分析，更科學(xué)，更準(zhǔn)確，更安全，更有說服力。

2.確定定量指標(biāo)

在對(duì)分布式風(fēng)力發(fā)電對(duì)配網(wǎng)綜合負(fù)荷特性影響的探究過程中，確定定量指標(biāo)是其必要條件。再結(jié)合數(shù)據(jù)處理、誤差分析等原則，進(jìn)而得出綜合殘差概念。也就是說，在同等大小電壓的影響下，進(jìn)入WPG負(fù)荷母線產(chǎn)生的有功功率和無功功率對(duì)沒有接入WPG負(fù)荷母線的有功功率和無功功率之差，便是綜合殘差。結(jié)合定義可得出下列規(guī)律，即綜合殘差越大，那么WPG對(duì)負(fù)荷特性產(chǎn)生的影響就會(huì)越顯著。

（二）結(jié)果討論

1.容量比不同的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

經(jīng)過分析得出：當(dāng)WPG的接入位置保持不變時(shí)，會(huì)隨著WPG容量加大，而使綜合殘差出現(xiàn)遞增的形式。盡管在此情況時(shí)的綜合殘差會(huì)受接入位置影響，但事實(shí)上WPG連接位置保持固定，且和容量保持互相獨(dú)立。而在此情況下的綜合殘差趨勢(shì)真實(shí)的反映出WPG接入容量對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的影響力。因此，我們得出結(jié)論，當(dāng)WPG接入容量在不斷增大時(shí)，會(huì)使綜合殘差呈遞增趨勢(shì)發(fā)展，進(jìn)而對(duì)配網(wǎng)負(fù)荷特性產(chǎn)生巨大的影響。通過進(jìn)行定性分析我們也可得出如下結(jié)論：如果WPG接入容量比例低于30%時(shí)，那么負(fù)荷母線穩(wěn)態(tài)電壓在沒有接入WPG之后便會(huì)略有升高。不過，在WPG接入比列超過30%時(shí)，因配網(wǎng)損害的逐漸增大，進(jìn)而使得穩(wěn)態(tài)電壓大大降低，以至于低于沒有接入風(fēng)力發(fā)電機(jī)情況的母線電壓；隨WPG容量加大，配網(wǎng)系統(tǒng)有功功率與功率因素反而會(huì)大大降低，但無功功率會(huì)和功網(wǎng)損會(huì)大大增加。

2.容量和位置影響力的差異分析

結(jié)合不同容量和地理位置不同對(duì)配網(wǎng)負(fù)荷特性影響得出以下結(jié)論：通過對(duì)容量、位置產(chǎn)生的綜合殘差予以分析。如果容量和位置產(chǎn)生的綜合殘差值小于1時(shí)，那么證明位置產(chǎn)生的影響將比容量因素產(chǎn)生的影響會(huì)增大。在此情況下，對(duì)負(fù)荷特性產(chǎn)生影響的因素主要為位置因素；而如果容量和位置的綜合殘差比值超過1時(shí)，那么則證明此情況下的容量影響因素比位置影響因素要大，而且容量因素對(duì)配網(wǎng)負(fù)荷特性影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過位置影響因素。

四、結(jié)束語

總體來說，在再生節(jié)能能源發(fā)展的影響下，風(fēng)能開發(fā)和利用已進(jìn)入到高潮階段。而且，風(fēng)力發(fā)電輸出功率產(chǎn)生的波動(dòng)性與隨機(jī)性直接對(duì)配網(wǎng)安全運(yùn)行產(chǎn)生直接影響。在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和配網(wǎng)相接入后，則成為配網(wǎng)綜合負(fù)荷的重要一部分，甚至影響等效負(fù)荷成份變化。因此，本文作者重點(diǎn)針對(duì)分布式風(fēng)力發(fā)電對(duì)配網(wǎng)綜合負(fù)荷特性產(chǎn)生的影響予以深入的探究和分析，希望能夠?qū)ψx者提供更多有價(jià)值的參考和借鑒。促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

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