馮曉歡

廣東水電二局股份有限公司 廣東廣州 510000

科技日新月異的發(fā)展和進步，發(fā)電系統(tǒng)漸漸地形成以風力、水力和火力發(fā)電為主的發(fā)電體系，風力發(fā)電具有天然性特點，它不會對自然環(huán)境構成嚴重威脅，是一種可持續(xù)能源，同時也是先進的技術。故風力發(fā)電技術凝住了我國工程師的心血，受到越來越多電力企業(yè)的歡迎。但是風力發(fā)電技術也存在一些不足點，比如說，風是自然產(chǎn)物，自身的不確定因素較多，比如說容易受到電壓、電流等因素的影響，這些將會影響風電并網(wǎng)之后的系統(tǒng)運行效果，還會影響發(fā)電系統(tǒng)的頻率、電壓的穩(wěn)定，這就需要發(fā)電企業(yè)做好相應的分析工作，并且從根本上解決問題。

1 風電并網(wǎng)后的系統(tǒng)頻率

1.1 保持電力系統(tǒng)頻率更加穩(wěn)定

以往科研項目中會把電力系統(tǒng)的穩(wěn)定問題作為重點研究的內(nèi)容，包括電壓和功角的穩(wěn)定性，但是卻忽視了頻率穩(wěn)定問題。當下，隨著現(xiàn)代科學技術的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，電力系統(tǒng)要承擔越來越大的負荷總量，并且系統(tǒng)頻率經(jīng)常出現(xiàn)失穩(wěn)的現(xiàn)象，這就會不利于城市電力系統(tǒng)的正常運作。所以工作人員要研究電力系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定性，而動態(tài)分析計算過程需要一定時間，難以滿足實際運用的需要，故工作人員要從靜態(tài)這一角度，使用快速評估和直接法來計算。

1.2 風電機組并網(wǎng)之后電力系統(tǒng)頻率變化

和之前的水利或火力發(fā)電相比較，風力發(fā)電具有較差的穩(wěn)定性能，且強弱波動性比較嚴重，功率輸出不夠穩(wěn)定，難以受到人為控制。風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)在我們國家迅速壯大，現(xiàn)在已經(jīng)形成了相對完善的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，把風力發(fā)電站并入到現(xiàn)代化電網(wǎng)的運行中，這將有助于風力發(fā)展的功率和波動情況更加穩(wěn)定。站在電力系統(tǒng)安全運行的角度，我國電力系統(tǒng)的風電場本來就是大型的干擾發(fā)生源，為更好地使用風能資源，需要對風電場電力系統(tǒng)大小的穩(wěn)定性進行分析。

2 風電機滑差的電壓穩(wěn)定性

在分析風電機滑差的電壓穩(wěn)定性時，我們可以把滑差作為其中的變量，然后設立專門的風力發(fā)電機模型，把滑差、負荷和風速的隨機性與間斷性要素納入到潮流計算中。把潮流算法結果當作觀察電壓不穩(wěn)定節(jié)點的重要數(shù)據(jù)，從而指導后期工作的有效開展。和一般的計算分析法相比可以更直接找到系統(tǒng)內(nèi)電壓不穩(wěn)定的緣由，還可以判斷不穩(wěn)定電壓存在的范圍。

3 風電場并網(wǎng)后對電力系統(tǒng)調(diào)度運行的影響內(nèi)容

3.1 電力系統(tǒng)的調(diào)峰難度加劇，電力系統(tǒng)調(diào)度運行經(jīng)費增加

由于風電場發(fā)電運行過程中存在一些不確定性因素，如此一來容易出現(xiàn)功率變動現(xiàn)象，在風電場并網(wǎng)之后功率變動與用電負荷變動有所區(qū)別。那么電力系統(tǒng)需要留置充分的備用容量來協(xié)調(diào)風電功率的變動。這部分額外的旋轉機組能夠承擔傳統(tǒng)機組的負荷，還可以降低電力系統(tǒng)的燃料費用；另外，因為額外旋轉設備正式使用之后會出現(xiàn)系統(tǒng)維護費用，從而確保旋轉備用容量設備的有效運作，進一步增加了電網(wǎng)調(diào)度的運行費用。風電場中發(fā)電裝置的功率變化迅速，風電場并網(wǎng)在運行的時候具有削谷與填峰的反調(diào)峰功效，那么電網(wǎng)系統(tǒng)還要準備相對便捷的調(diào)峰率，這樣一來就慢慢地擴大了電網(wǎng)的等效峰谷差，從而導致電力系統(tǒng)負荷特性的惡化。為了保障系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行，就要做好整個電力系統(tǒng)的調(diào)峰工作，這也會加劇電力系統(tǒng)人員的工作難度，使得電網(wǎng)運行經(jīng)費增加。所以要進一步強化風電功率的預測效果，還要建設完善有效的風電系統(tǒng)儲能系統(tǒng)。

3.2 無功調(diào)節(jié)難度加大，電力系統(tǒng)抵御故障能力不足

風電場在正常運行的時候要吸納豐富的無功功率，并且建立旋轉的磁場，但是無功功率不僅需要本身的無功補償，更需要電網(wǎng)中的無功功率補給，從電網(wǎng)中吸納的無功功率要大大多于在風電場上獲得的無功功率量。如果風電場并網(wǎng)運行容量太大，一般來說會超過整個電網(wǎng)容量的十分之一，這個時候就要從電網(wǎng)系統(tǒng)中吸收大量的無功功率，從而降低電力系統(tǒng)的無功儲存度，容易損壞變壓器、繼電保護器，使得電網(wǎng)抵御故障能力不足。絕大部分風電機組無法合理地調(diào)節(jié)電壓變動狀況，只可以設置簡單的低電壓保護的動作數(shù)值。如果電網(wǎng)系統(tǒng)的母線電壓出現(xiàn)變動，那么風電機組要自動開啟保護裝置，這樣可以更好地保護電子電力設備。電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障會使電壓迅速下降，還會出現(xiàn)電壓過大的現(xiàn)象，而集中運行的風電機組則會在短時間內(nèi)分裂，這將會對電力系統(tǒng)構成二次沖擊，二次沖擊會產(chǎn)生嚴重的后果，甚至讓整個電力系統(tǒng)崩潰，無法正常運行，這也會對電網(wǎng)調(diào)度運行產(chǎn)生不利影響。因此，風電場并網(wǎng)容量的擴大在一定程度上會削弱電網(wǎng)抵御故障的能力。

4 結語

本文主要分析了風電機組在并網(wǎng)之后系統(tǒng)頻率以及電力系統(tǒng)的調(diào)度運行等方面的影響內(nèi)容，通過相關的實驗分析和理論分析，我們發(fā)現(xiàn)風電場并網(wǎng)對電力系統(tǒng)調(diào)度運行的影響主要有兩個方面，首先，電力系統(tǒng)調(diào)峰難度會加劇，電力系統(tǒng)的調(diào)度運行經(jīng)費增加；第二，無功調(diào)節(jié)的難度加大，電力系統(tǒng)抵御故障的能力有所不足。所以今后我國將重點發(fā)展風力發(fā)電行業(yè)，風力發(fā)電行業(yè)具有顯著的優(yōu)點，風力發(fā)電對于環(huán)境的污染比較效，甚至在功效上領先其他發(fā)電系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)。電力系統(tǒng)是我國重要基礎產(chǎn)業(yè)，其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都需要電力系統(tǒng)的支助。要進一步發(fā)展我國科技實力，風力發(fā)電是一項重點研究內(nèi)容。