大规模风电接入对电网调度的影响

发表时间：2020-08-13T02:39:57.939Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第8期 作者： 海云桥[导读] 对我国而言，风电是一种新兴的清洁能源，它具有清洁、灵活、可转变等特性。国网内蒙古东部电力有限公司赤峰供电公司 内蒙古赤峰 024000

摘要：对我国而言，风电是一种新兴的清洁能源，它具有清洁、灵活、可转变等特性。但近几年，随着我国现代化城市的不断建设，人们对电能的需求量也开始与日俱增，很多电力企业为了满足城市用电需求，开始将大规模风电引入到传统的电网系统建设上。虽然大规模风电接入可以解决我国自然资源消耗、能源储备不足等现实问题，但由于受自然因素影响，大规模风电还是对电网调度造成了一定的干扰，因此需要合理地进行调配。

关键词：风电接入；电网调度；电力系统 引言

在大多数可再生能源中，风力污染最小，应用成本低，风力发电技术也比较成熟，在新能源发电领域得到普遍应用。早期风力发电应用规模比较小，对电网影响不大，目前大规模风电接入给电网带来了很多问题，对这些问题进行分析研究具有很高的理论和实际价值。 1大规模风电接入对电网调度的影响 1.1对电网电压系统造成的影响

在实际用电过程中，大规模风电接入对电压系统的影响主要取决于电场的规模以及风电在整个电网系统中的比例大小。对于一般风电场而言：风电所占比例越小，其接入点对电压的影响就越小，甚至很多时候电网的系统中的电压是稳定的。相反，当风电场在整个系统中所占比例越大时，风电所产生的能量可能会引起电压和电网系统的大规模波动，这对于风电设备和电网调度工作而言有一定的制约性，所以企业要根据实际电场规模进行合理的风电接入。 1.2电能质量方面

风力具有很强的不确定性。因此风力具有相当大的波动性，影响电网，电压闪变及电压波动影响最大。产生电压闪变的几个主要因素是风力发电机的启动、出口、发电机的切换、风速的湍流、风扇的塔影效应等。此外，风力接入点的短路容量、网络阻抗角度等会对电能质量产生重大影响

1.3对有功功率造成的影响

作为电网运行系统的核心，有功功率的调度不仅会影响电网设备的运行功率，同时还有可能造成电网系统安全故障，对此很多电力企业都会采用自动调度控制（ＡＧＣ）的方法进行电网安全调度。但要注意的是，自动调度控制由于缺乏有效的数据支持，很可能导致调度功率和频率出现矛盾。通常我们最常见的问题有风电的实时监测数据和电网负荷预测数据出现较大差异，尤其是当大规模风电机组被接入之后，风电的随机性和不可预测性就会使整个有功功率的性能受到较大影响，这对于电网系统稳定是不利的。 1.4对电网保护装置的影响

为了保护整个电网系统的安全，一般的电力企业都会根据电网分布情况进行保护装置安装，这样做的目的在于电网在发生故障时，保护装置可以及时切断一切电路，避免大规模电力事故的发生。但是随着大规模风电设备的接入，电网保护装置也会受到波及，尤其是当装置长时间的运作下，电网会引起电压和电流的波动，如果波动太大，原有的保护装置就会根据自身设定保护数值进行线路保护。但由于电网设备都有一定的特殊性，所以根本不能全部更换。试想，由于原保护装置的保护值较小，一些新型大型风电设备运作功率较大，一旦风电接入电网进行运作原有保护装置就会在装置没有出现故障情况下进行误判，这样一来就会引起整个电网系统的正常运转，这对电力企业而言是一种较大的经济损失。因此，企业要根据实际情况进行电网保护装置的安装，避免由于保护装置安装不当而给电网系统带来一定的安全隐患。

1.5对电力系统稳定性的影响

在实际中，当风电的规模较小时，电网调度的整体功率和设备负荷是比较小的，对此电阻的电力损耗也会随之减小，而将风电接入电网系统之后虽然整个电网电压的稳定性得到了保护，但这也仅局限于小规模的风力发电。对于一些规模较大的风力发电而言，当风力的变化较大，其电能的电波就会大幅度增加，造成这一现象的主要原因在于风力发电机会产生无用功变化，这样大幅度的变化会对电网电压的整体稳定会带来巨大冲击。由此可以看出，电力系统的稳定性与规模和接入风电设备有着紧密的联系。但还要注意风力发电机的功率、型

号，因为风电接入电网的位置不同、设备型号不同、规模不同，其对电力系统和整个电网电压造成的影响也是不同的，对此，企业一定要根据实际情况进行有效判定［2］。 2大规模风电接入下的电网改善措施 2.1建立风电场并网仿真分析平台

电力系统仿真和分析是辅助电网运行决策的有效技术手段，可以针对不同类型的风机建立风电场的系统仿真模型，开展风电场动态特性建模及其响应特性研究、开展无功电压控制、有功频率控制以及低电压穿越能力等研究，开展风电场中气象要素对电网稳定性影响的研究及风电并网安全稳定性分析研究。 2.2安装动态无功补偿器

动态无功补偿器可以实现对无功功率的连续调整的大小，支撑电网的运行电压，提高电网运行过程的整体性能，避免过大的电压降落。考虑风电场的实际情况，可以在风电场出口母线的低压侧安装动态无功补偿器，对无功补偿量进行调节，达到提高接入点电压稳定性的目的，降低风电接入对电网电压的影响。 2.3安装储能装置

储能是提高有功功率输出可控性的一种有效手段，可考虑在风电场配置大规模的储能装置，利用风储互补优势，建立风储联合发电系统，使其发电功率输出相对平稳。同时，为了达到风电输出功率的平稳性，可以采用风电与常规能源火电捆绑发电的运营模式。 3电网调度相关问题整改措施 3.1加强天气预估

首先，在实际的电网调度中，电网备用都是通过均衡预估误差来确定的，但传统情况下的备用是无法真正做到均衡预估的，尤其是对于极端天气而言，天气骤变不能反映近期的电网备用情况，这时就需要利用加强天气预估，提前、多次对不同时段的天气进行预估，从而提升电网调度稳定度。其次，还可以通过强化负荷预估误差和强净化负荷误差来进行电网安全调度，从而针对极端天气做出有效的应急预案。

3.2提高电网电压的安全性和稳定性

首先，电力企业可以应用二级电压控制系统对整体电网进行安全把控。要知道风电大多是采用自然风力进行发电，自然天气变化幅度越大电网电压的波动幅度就会越大，这对于整个电网系统而言非常不利。但是如果采用二级电压系统，就可以通过枢纽节点减少外界因素对电网电压的冲击，这样一来电网调度的压力就会变小，其电网系统的安全性和稳定性就会提高。其次，可以有效地提升电场风机的低电压穿越力，要知道风力不足的情况下，电网电压的供电能力就会减弱，电流输出能力也会出现不足以及电力机组运转出现一定的运行故障，这对电网系统而言具有较大的危害，对此，企业一定要不断地提升电场风机的低电压穿越力，保证电网系统可以在安全、稳定的环境中运行，从而最大限度地降低电网系统的安全风险。 结束语

总体来说，大规模风电接入已成为我国社会发展的必然趋势。对此，有关电力企业应积极重视大规模风电接入对电网调度的影响。因为只有不断进行网格调度和调整，才能保证网格系统的安全运行，实现中国的自然资源可持续发展战略。 参考文献

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