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风电大规模并网对电力系统的影响兰国军电力系统及其自动化20111100351一、电量平衡问题风电场出力的主要特点是随机性、间歇性及不可控性。随着风电场的容量增大，对系统的影响也越来越明显。具体表现在以下两方面：1.电网并网的风电机组的电力供应无法满足稳定性、连续性和可调性等要求，输出功率的不断变化容易对电网造成冲击。2.无法预知风电厂未来不同时刻的发电出力，调度运行人员无法对风力发电做出有效的发电计划，导致系统备用电源、调峰容量和系统运行成本增加以及威胁系统安全稳定。二、电压闪变1、风力发电机组大多采用软并网方式，在启动时仍会产生较大的冲击电流。当风速超过切出风速时，风机退出运行。如果整个风电场所有风机几乎同时动作，这种冲击对配电网的影响十分明显。2、风速的变化和风机的塔影效应都会导致风机出力的波动，而其波动正好处在能够产生电压闪变的频率范围之内(低于25Hz)，因此，风机在正常运行时也会给电网带来闪变问题，影响电能质量。二、谐波污染风电给系统带来谐波的途径主要有两种：1.风力发电机本身配备的电力电子装置，带来谐波问题。因为变速风力发电机通过整流和逆变装置接入系统，如果电力电子装置的切换频率恰好在产生谐波的范围内，则会产生很严重的谐波问题。2.风力发电机的并联补偿电容器可能和线路电抗发生谐振。谐波问题，势必造成谐波电流注入电网。****谐波对电力网的危害：增加了电力网中发生谐振的可能；增加电气设备附加损耗；加速绝缘老化，缩短使用寿命；继电保护、自动装置不能正常动作；不能正确计量仪表；干扰通信系统。大型风电场及其周围地区，常常会有电压波动大的情况。主要是因为以下三种情况。1.风力发电机组启动时仍然会产生较大的冲击电流。尤其是多台风力发电机组同时直接并网会造成电网电压骤降。**多台风力发电机组的并网需分组进行，且要有一定的间隔时间。2.当风速超过切出风速或故障时，风力发电机组的脱网会产生电网电压的突降，由于机端电容补偿抬高了脱网前的运行电压，脱网后引起更大的电压下降。三、电压稳定性3.风电场风速条件变化也将引起风电场及其附近的电压波动。比如当风场平均风速加大，输入系统的有功功率增加，风电场母线电压开始有所降低，然后升高。（这是因为当风场输入功率较小时，输入有功功率引起的电压升数值小，而吸收无功功率引起的电压降大。当风场输入功率增大时，输入有功引起的电压升数值增加较大，而吸收无功功率引起的电压降增加较小。）四、无功控制大型风电场的风力发电机几乎都是异步发电机，在其并网运行时需从电力系统中吸收大量无功功率，增加电网的无功负担，可能导致小型电网（内蒙古电网）的电压失稳。因此风力发电机端往往配备有电容器组，进行无功补偿内蒙古电网属于小网架，而风电接入容量的各项比例已经达到全世界的领先水平,接入容量越大，因此，对于内蒙古电网，风电大规模并网后，在以上各方面，电力系统的影响也越大。五、有功调度1.反调峰特性，夜间低负荷、大风时段，风电出力快速增加。2.内蒙古冬季气候寒冷，电网供热机组占火电机组比例接近40%。受电源结构制约,内蒙古电网调峰、调压能力不足、手段单一。特别是冬季供热期,供热机组必须满发运行,不能参与调峰,大规模风电并网后,电网无法保证安全运行。3.内蒙古风电装机容量已超过最高供电负荷的25%以上,内蒙古电网通过优化调度,白天风电都能够满负荷运行,但到后夜低谷期,为保证城市居民供热,留给风电的负荷裕度已经很小，风电不得已采取全部弃风的措施。六、内蒙古地区电网建设问题1.电网投资能力无法满足大规模开发风电送出要求。也就是大规模风电并网后的消纳困难。2.电网投资能力不能满足风电发展的需要。因为风电接入,电网不但需加大500千伏主网架的投资,而且需进一步加强电网结构和电网改造,从而加大电网投资压力。结论及解决方法