【大规模风电并网对电力系统的影响分析2500字】

大规模风电并网对电力系统的影响分析综述风电的规模化应用对于节能减排，减少化石能源消耗等具有重大积极意义，但是大规模风电并网也会给电力系统经济调度方面带来很多问题。风能的稳定性较差，风电出力具有随机性的特点，且风能无法储存，所以对于单机独立运行的风电机组而言,只有配备好储能装置储存风电才能保证其处于连续供电状态。由于风能发电具有以上特点,使得风电的开发较之于水电而言困难程度增大。而风电相较于其余新能源最大的不足之处在于其稳定性较差,若风机产生的电能不经过处理直接接入电网中传输使用,会影响局部电网的稳定性。风力发电过程中风力资源的分布、风速、当地的电网结构和运行方式及风电机组在大规模风电并网运行常受到塔影效应的影响REF_Ref69983673\r\h[5]，即由于塔架的阻塞作用造成塔架后面的风速降低的现象，这是风力发电过程中呈现的一种负面影响，造成风电出现周期性的出力值波动现象。当风电场为小容量时，这种影响对电网造成的扰动很小。但随着风电装机容量增大，运行规模也随之变化，风电并网后的风速降低现象对电网的影响能力也在增大，主要包括对电力系统安全稳定性的影响、对电力系统短路容量的影响、对电力系统频率的影响、对供电电能质量的影响及对电网调度与系统备用容量的影响等。具体分析如下：1)对电力系统安全稳定性的影响相较于传统的火力发电，风力发电的独特特点使其在并网发电过程中从电网中吸收无功功率。同时，当有功功率发生变化时，风电机组的无功需求量会随之改变。大规模风电并网条件下，风电接入于电力系统尾端，相较于电网其余部分，结构相对薄弱，且其对系统的影响主要是针对薄弱系统的电压，风电场容量较小且无功控制性差，在受到扰动的情况下，此时的电网会出现电压稳定性的降低问题，很大程度上该情况的出现源于风电场对于无功功率的需求。风电并网后改变了配电网原有的功率流向和潮流分布情况。随着风电场容量扩大,并网处的局部电网电压及线路输送功率均会超出稳定运行区间，从而影响系统的稳定性随着我国风电的发展规模不断扩大，风电装机容量在整个电网中的占比不断上升,风电出力的不确定性对于电网的冲击影响也会不断增大,对电网稳定性带来的影响也会加大。情况严重时会使系统失去动态稳定性。2)对电力系统短路容量的影响大部分风电场都距离电力系统负荷中心位置较远，电气距离较长使短路容量减少。随着风电发展和风电规模的不断扩大，风电场对系统出现短路时电流值的计算所产生的影响也会增加。分析原因主要有两点，第一点是基于上面所述的风力发电场地通常不位于传统的电力中心内，短路电流的分布也会产生巨大变化，因此短路容量也会出现极大的不同REF_Ref69984102\r\h[6]。第二点是大规模风电并网后，许多风电机组连接在一起，使供给风电的能力大大提升。在负载较大的情况下，各机组内风波动的不相干性可能通过相互补偿对由此产生的短路电流产生重大影响。3)对电力系统频率的影响在电力系统中，频率作为电能产生和消耗平衡与否的一项指标，当电网处于运行状态时，其频率应该接近于标称值，由风电场引起的波动会带来对电网频率的影响，当实时风速大于切出风速或小于切入风速时，系统为保证稳定运行会令风电机组会停止工作。因此,随着实时风速的变化，风电机组产生的风功率也在不断变化，易造成风电机组频繁的启动和停机现象。风电的随机出力也会给电网运行带来众多问题：当风电场与其他供电部分在结构上组成一个小型电网时,易对系统的频率造成较大影响。因此风电机组的运行要在给定的频率区间内,一旦其频率超出给定的约束范围后，应停止风电机组的工作以保证电网的频率稳定。4)对电力系统电能质量的影响风电出力不确定性造成了风功率的周期波动，电网电压的波动、闪变及波形畸变问题代表了风电对电能质量的负面影响，电压波动性的特殊表现即为电压闪变，闪变的程度与电压的变化呈现正比特性。风电场并网时会产生远高于额定电流的冲击电流，经过短暂时间即进入稳态。风电场并入大容量电力系统时，接入瞬间产生的冲击电流对系统稳定性影响较小，但电网容量若是较小，并网时会造成电网电压快速下降，造成同在电网上的其余电力设备难以维持稳定运行。当风速逐渐增大时，风电出力波动性增强，电压波动和闪变情况会更加严重。5)对环保成本及发电成本的影响近年来我国大力度投入以保护环境，而火电机组运行中产生的等污染物需经过脱硫等处理后才可以实现排放。而风电作为清洁能源减少了一次能源所带来的成本;且风力发电过程中自身不会产生环境污染，节约了较多投入在环保上的成本。风电场除建设过程中需要投入较多资金外，后期在运行维护过程中所需资金较少。故大规模风电并网条件下会降低整个系统的发电成本值，增强环境友好性，提高电网经济性。6)对电网调度及电力系统备用容量设置及电网调峰的影响传统的发电计划都是基于对上网负荷的准确预测，以此制定火电机组在日内的出力计划，当风电并网后，需要预测其在日内（24ℎ）的风功率情况，而风电的随机出力使得难以实现对其准确预估，近年来有众多关于风电功率预测的研究，但对实际风功率的预测误差仍较大，无法到达所需的精度要求，不能满足电力系统经济调度模式。当风电出力具有与上网负荷同样的变化趋势，则表明风电具有整调峰的作用。而在实际并网过程中风电往往不仅不呈现正调峰特性反而呈现反调峰特性REF_Ref69984205\r\h[7]，风电的反调峰特性是指当电网负荷较小时，全网出力过剩，风电在此时出力较大造成弃风现象；而当电网处于用电高峰，负荷较大时，全网出力不足，风电在此时出力较小，必须使用备用火电机组发电才能满足此时的符合需求。风电的风功率变化趋势同上网负荷的增减趋势恰好相反，实际造成了大规模风电并网后电力系统的负荷峰值同负荷谷值差距增大，风电的反调峰特性给电网调峰带来了影响和困难。目前为了改善风电并网后带来的负面影响，在改善稳定性上可以采用静止无功补偿器（SVC）。将静止无功补偿器安装在风电场出口位置，