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談風電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響論文
［摘要］在社會進步和發(fā)展的同時，自然環(huán)境持續(xù)惡化，嚴重威脅到人類的生存和發(fā)展。為了謀求更長遠的發(fā)展，人類迫切需要開發(fā)新型能源，來支持人類社會建設和發(fā)展。就當前新能源開發(fā)現(xiàn)狀而言，風能應用較為廣泛，它以其獨特的優(yōu)勢，成為當前最具發(fā)展前景的新能源之一。但是由于風能自身有著較大的局限性，其間歇性和隨機性特點致使這種新能源無法廣泛應用，也無法提供大量的電能。文章主要針對風電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的影響進行分析，結(jié)合實際情況，就其中存在的問題，提出合理的改善措施。
［關(guān)鍵詞］風電并網(wǎng)；電力系統(tǒng)；安全穩(wěn)定；新能源
風能是一種新型的清潔能源，能夠最大程度降低對自然環(huán)境的污染，但是由于風能自身有著較為突出的間歇性和隨機性特點，致使風能發(fā)電同傳統(tǒng)發(fā)電廠動力發(fā)電存在明顯的差異�；诖�，風能發(fā)電擁有傳統(tǒng)發(fā)電機組所不具備的特性，并網(wǎng)建設后在一定程度上將會對電網(wǎng)系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響。但就當前風電場建設現(xiàn)狀而言，自身規(guī)模較小，以至于并網(wǎng)后產(chǎn)生的影響并不突出，隨著風電場規(guī)模的擴大，風電并網(wǎng)對電網(wǎng)系統(tǒng)的影響必然隨之擴大。由此看來，加強風電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的影響研究，是十分有必要的。
1對電網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊
就當前我國風力發(fā)電建設現(xiàn)狀而言，總體規(guī)模和容量較小，風電場多采用異步發(fā)電機，這種發(fā)電裝置沒有獨立的電磁裝置，只能借助電網(wǎng)系統(tǒng)建立磁場，如果風電機組直接并網(wǎng)，可能在并網(wǎng)時產(chǎn)生較大的電壓沖擊，形成沖擊電流。這一沖擊電流同電網(wǎng)系統(tǒng)電壓息息相關(guān)，如果風電場規(guī)模和容量不足，那么該沖擊電流并不會影響到電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行，但如果風電場容量和規(guī)模逐漸擴大，那么在并網(wǎng)時產(chǎn)生的沖擊電流將直接影響到電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行，導致電壓驟降，不利于電網(wǎng)系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行。［1］異步風電機組在工作過程中，會吸收電網(wǎng)系統(tǒng)大量無功功率，來建立自己的磁場，如果并網(wǎng)時產(chǎn)生的沖擊電流是電網(wǎng)系統(tǒng)額定電流的6～8倍，則會導致電壓直接下降到一個低水平，造成電網(wǎng)系統(tǒng)其他設備的故障，甚至會造成并網(wǎng)失敗，破壞電網(wǎng)系統(tǒng)整體運行的穩(wěn)定性。所以在并網(wǎng)后，應加強無功補償設備的資金投入力度，保證電網(wǎng)系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，但同樣，風電機組脫離電網(wǎng)系統(tǒng)同樣會造成電壓的瞬間升高，嚴重情況下超過正常電壓的1/10。
2對電壓穩(wěn)定的影響
就我國并網(wǎng)實際建設取得的成效來看，風電場并網(wǎng)對電網(wǎng)系統(tǒng)的主要影響在于電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。就電力系統(tǒng)總體而言，無功功率是當前影響電網(wǎng)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的關(guān)鍵性因素，并網(wǎng)后風電場從電網(wǎng)中吸收無功功率，建立自己的磁場，可以看作是一個無功負荷，一旦風電機組裝速過快，吸收的無功功率就會持續(xù)增加，而轉(zhuǎn)速降低時，相應的吸收無功功率減小。［2］究其根本，發(fā)生這種現(xiàn)象的主要原因是因為風力自身的特性，波動性較強，直接影響電壓穩(wěn)定。此外，如果風電機組電壓下降，無功補償下降，致使風電機組需要吸收更多的無功，那么電壓將持續(xù)下降。由于風電場并網(wǎng)后直接接入到電網(wǎng)系統(tǒng)的末端，但也有的風電場直接接入到配電網(wǎng)，可能會導致配電網(wǎng)電流流動方向以及規(guī)律改變。如果電網(wǎng)系統(tǒng)電流方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，可能會引發(fā)繼電保護裝置的啟動，加之電網(wǎng)注入功率增加，嚴重情況下會造成電網(wǎng)電壓以及功率超出安全標準，電壓驟降或提升，致使電網(wǎng)系統(tǒng)崩潰。
3對電能質(zhì)量的影響
風電場無功功率輸出波動性較大，將直接影響到電網(wǎng)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定以及電能輸出質(zhì)量，就風電場對電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響有兩個方面。其一，降低風電場并網(wǎng)瞬間對電網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊，可以采取軟啟動方式，需要加強軟啟動相關(guān)設備的管理，晶閘管運行故障可能會產(chǎn)生次諧波;其二，風電場并網(wǎng)瞬間如果電流持續(xù)變換，會加劇換流器的運行負荷，產(chǎn)生大量諧波，促使風電場吸收更多的無功功率，造成電網(wǎng)系統(tǒng)電壓降低。
4對繼電保護裝置的影響
我國傳統(tǒng)電網(wǎng)主要采用電力分配系統(tǒng)，將產(chǎn)生的電能借由電力系統(tǒng)傳輸?shù)礁鱾�負荷，保持單向傳輸，但是風電場并網(wǎng)后，將改變傳統(tǒng)電能傳輸方式，實現(xiàn)雙向傳輸。為了防止風電機組投產(chǎn)對自身設備造成損壞，對電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定產(chǎn)生沖擊，應保持風電機組電動機狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，降低系統(tǒng)運轉(zhuǎn)負荷。如果有較大的風電場并入電網(wǎng)系統(tǒng)，電網(wǎng)系統(tǒng)需要重新評估短路電流大小，檢測短路容量，確保短路容量在并網(wǎng)后仍然能在斷路器承受范圍內(nèi)，規(guī)避短路電流出現(xiàn)而無法解決的問題。
5結(jié)論
綜上所述，近年來，我國在風力發(fā)電方面投入了大量的人力、物力和財力，在實際建設中取得了一定成績，但是從總體上來看，風力發(fā)電量占總發(fā)電量比例仍然較小，尚未趕上發(fā)達國家風力發(fā)電水平。由此，就其中存在的問題，應繼續(xù)加大資金投入和科研力度，從而滿足人類社會持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求。
參考文獻:
［1］汪寧渤，馬彥宏，王建東.大規(guī)模風電集中并網(wǎng)對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的影響［J］．電力建設，2011(11):77－80.
［2］盧煥麗，康積濤，羅強.風電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的分岔影響［J］．中國電力，2014(1):75－80.
［3］楊家然，羅曉芬.淺談大規(guī)模風電接入對電力系統(tǒng)的影響［J］．電氣開關(guān)，2013(4):11－14.
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