关于风电不确定性对电力系统影响的评述

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1、关于风电不确定性对电力系统影响的评述福建晋江天然气发电有限公司福建晋江362251【摘要】风电的不确定性是固然存在的，我们在利用风电的过程中,应该要思考如何提升风电的应用效果，避免风电对电力系统造成不良的影响。木文主要研究了风电的不确定性，探讨了风电不确定性对电力系统的影响，并提出了一些对策和建议，避免风电对电力系统造成不良的影响，希望可以为今后的风电应用提供借鉴，更好的应用风电能源。【关键词】风电；不确定性；风电系统；影响1前言任何事物都有利弊风电应用于电力系统之中，可以有效提升电力系统的运行效率，但是在很多时候风电的不确定性也会对电力系

2、统造成不良影响，所以要更加科学合理的应用风电能源。2风电的不确定性2.1风速的波动性和间歇性风速往往表现出较强的波动性和间歇性，在时域上可分解为大时间尺度的平均风速及小时间尺度的脉动风速，在频域上则对应于低频分量和高频分量。此外，风速的波动及间歇都不是确定性的行为（不像正弦波那样的确定性波动及矩形波那样的确定性间歇），而是随机变化的。风电功率是风速的3次幂函数。统计表明运行中的风电在lh内的变化量可占装机容量的10%—35%,而在4—12h内可能超过50%。风电功率在均线上下交变的波动性由脉动风速引起。目前机械式风速仪每秒釆集1次，以5mi

3、n为周期计算均值并上传，尚不能很好反映风速的脉动性。风电的间歇性对应于平均风速的突然变化，很难预测。每个快变事件可用平均风速的变化幅度（或变化率）、开始时刻、结束时刻（或持续时间）来描述。分析线性的平稳过程可以用谐波合成法或Prony算法；分析非线性过程需要用小波脊或HHT变换；分析强非平稳过程则需要用轨迹特征根技术。小波变换利用滑动的伸缩窗U在多个尺度空间分析信号的吋频特性，小波脊跟踪小波变换的极大值点，通过这些点的时变频率和时变振幅反映信号的非平稳振荡特性。HHT依据工程经验来定义固有模态函数，通过模态函数分解获取信号的瞬时频率。但由于

4、不能保证分解的正交性，故误差不易控制。2.2风电的随机性平均风速和脉动风速都有很强的随机性，是造成风电不确定性的主要因素。风速预测及运行调度都属于随机数学范畴，但往往被简化为对未来平均风速的估计。2.3风电的不确定性因素2.3.1风速的不确定性风速的不确定性反映在风向、平均风速及脉动风速等要素的吋空分布上,受到地形、塔位、高度、空气密度、塔影效应和尾流效应等的影响。平均风速最常用的概率模型是Weibull分布，其尺度参数和形状参数由观测到的风速的期望和标准差来折算。时域或统计方法仅能考虑导致风电功率不确定的部分因素，而难以完整反映风的吋空分

5、布，因此风电不确定性及苏对系统影响的评估结果往往偏羞很大。2.3.2风电转换中的不确定性影响风电转换过程的不确定性包括：①风机脱网、故障、检修及由风速越限引起的切入切出；②最大风电功率追踪与远程调节等工况间的变化；③机组运行特性的变化。2.3.3风电系统外部的不确定性风电系统内部与外部因素，包括常规发电机组、负荷和偶然事件的不确定性。电网调度需要定量分析风电和负荷的同向及反向波动，并考虑其对充裕性及稳定性的影响。2010年国家电网的风电运行反调峰比例为43%，华北地区更是尚达59%。3风电不确定性对电力系统影响风电并网会使风电场对电力系统的

6、安全稳定运行产生很大的影响。本文认为其主要影响包括以下几个方面：3.1对电压稳定的影响由于风电功率具有波动性和间歇性，进而会导致电压出现波动和闪变。有专家详细研究了风电功率的间歇性对电力系统电压稳定性的影响，指出保证电压稳定性的关键问题是对风力发电机组的速度增量进行有效控制，对电压稳定性影响最大的区域分布在风电场及其附近的节点区域。3.2对频率稳定的影响风电的发电功率不稳定，具奋间歇性和波动性，从而使苏发电量也不稳定，输出功率不是恒定值。风速发生变化吋其输出冇功功率就会波动，进而导致电网内的有功也发生变化，有功会影响电网的频率。如果一个地区

7、的风电所占份额过大，某一时刻奋功频率变动过大将会导致频率崩溃，甚至会使得整个电网瘫痪。3.3对电力系统暂态稳定性的影响风电并网对电力系统暂态稳定性的影响与风机和电网的运行方式以及电网的拓扑结构等因素都相关。冇学者采用EEAC理论，对FSIG,DFIG对电力系统暂态稳定性的影响开展了较为深入的研宄。研究结果表明，大规模的风电并网会改变电力系统的潮流分布，电力系统的暂态特性确实发生了变化，可能会降低系统的暂态稳定性，也可能会对电力系统稳定性冇所改善。风电接入的电压等级越高，风电的滲透率越大，其对电力系统暂态稳定性的影响就越明显。4缓解风电不确定

8、性对电力系统造成影响的对策4.1解决风电并网带来的调峰困难问题要解决调峰问题就要求加大对直调电厂低谷调峰的考核力度，进一步完善直调电厂低谷深度调峰辅助服务的补偿措施。一是在风电集