绿色能源—风电并网对电网的影响及对策

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1、绿色能源一风电并网对电网的影响及对策绿色能源一风电并网对电网的影响及对策摘要：在全球大力提倡发展低碳经济的背景下，风能正逐步成为绿色新能源中不可或缺的成员。在这一轮全球绿色能源竞跑中，中国赢得了先机。据“2010年中国风电建设成果统计报告”显示，截至2010年底，全国已拥有802个风电场，风电机组32400台，装机容量达4146万kw,并网3828万kw,并网运营3131万kw。具有自然财富“风”所在地的内蒙古、河北、辽宁、甘肃、吉林，则成为了风电领域目前能源投资的热土。关键词：绿色能源风电并网影响对策随着风电投资的热浪，我国装机容量由2009年的世界排名第三,至2011年越居世界装机容

2、量的首位，风电装机规模达到了新水平。然而，在我国以煤电为主的电源结构将长期存在，风电的快速发展，使得相适应的系统备用和调峰、并网等电网调控手段亟待加强研究并推广应用。一、风电并网对主电网的影响由于风电主要随风速变化而变化，呈现随机性、间歇性和波动性的特点，与水电、火电等常规电源相比，目前还没有办法像常规电源一样对风电场有功出力进行计划安排和控制。大规模风电接入电网对电网安全稳定运行带来新的问题和挑战，主要体现在：(-)电网调峰调频压力增大为保证电网的安全稳定运行，在电网最低负荷时，仍需保证一定的机组运行。一般燃煤机组的最低出力约为额定出力的40%,电网现有的控制模式耍求在不调停大机组、电

3、网在最低负荷、风电机组出力最大的极端情况下，电网内燃煤机组的最低出力加上外来电的总和应小于最低负荷。由于风电的反调峰特性，冬季夜间低负荷、大风时段，风电出力快速增加。尤其在北方，冬季70%以上的火电机组承担供热任务，调峰能力降低，调峰容量不足。同时，风电出力变化速度较快，火屯机组常规调峰无法跟上风电出力的快速变化，这将导致联络线交换功率超过允许的偏差，越过联络线上的功率限制。特别是在北方，冬季供热期是电网调峰最困难的时期，也是风电出力较高的季节。为了保证地方供热，网内所有供热机组不得不全部运行，加上供热机组的最低出力已降低至火电机组出力的最低点。风电的间歇、波动特性要求电网必须有足够的调

4、峰容量來平衡风电所产生的出力波动，但由于冬季负荷峰谷差最大，并且电力系统预留的调节裕度随着供热负荷的增加而逐步下降，这就导致整个电力系统没有足够的调峰容量來平衡大风时的风电出力，致使电网接纳风电的能力大大降低。由于口然界的风速不断地变化，风力发电机的出力也随之变化。当风速大于切入风速时，风力发电机启动挂网运行；当风速低于切入风速吋，风机停机并与电网解列。因此风力发电机出力有较大的随机性，一天内可能有多次起动并网和停机解列。在风电装机容量较大的地区，风电功率的波动对电网的频率产生一定的影响。（二）电压控制难度提高风电机组发电的不确定性和不可控性使得大规模风电机组的并网给系统的电压带来母线电

5、压越限、电网电压波动和闪变等一系列问题。当大规模风电接入电网后，风电岀力的大幅波动将引起输电通道±500kV枢纽节点的电压波动，会对电网的电压控制和安全运行产生影响。并且风力发电的随机性使得中枢点电压的波动增大，中枢点电压的越限概率随之变大，且影响程度与它们之间的距离有关，离风电场接入点越近，影响越明显。（三）电网安全稳定运行风险增加冃前我国主要采用水电和火电机组的并网标准。由于风电机组为低转速发电技术，而且根据风速不同转速也在不断变化，为了满足电力系统频率和电压晶质的要求，风电机组设计采用变频和变流技术,如果不对变流装置进行专门设计，当电力系统电压发生波动吋，风电机组就会自动脱网，使电

6、力供需平衡的系统出现不平衡。当风电在电力系统中的比重很小吋，其自动脱网对电力系统影响不大。当风电在电力系统屮的比重比较大时，其自动脱网就会对电力系统的稳定产生较大影响。例如，今年2月，发生在酒泉的一起“脱电”事故，导致附近16个风电场的598台风电机组脱网，损失出力84万千瓦，占事故前酒泉地区风电出力的54.4%。这为中国高速发展的风力发电敲响了警钟。二、缓解风电并网对主屯网影响的对策为减少风电并网对主电网的影响，其解决对策可以从以下儿方面來探讨：（-）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，进一步完善宜调电厂低谷深度调峰辅助服务的补偿措施。一

7、是在风电集屮的地区加入储能装置，则可在频率超过一定范围后对风电的出力运行进行适当调整，并能充分保证风电出力在延迟一定的时间后退出运行，给系统的频率调整留有充裕的时间，以保证系统的安全性和稳定性。电池储能系统具有0惯性时间常数的特点，BESS系统会完成对成组电池的控制，PWM变流器负责控制电池系统向电网注入和抽出的有功、无功功率。意味着储能系统可以在瞬间以额定功率向系统注入或者抽出一定的能量，相比水力发电系统10%额定容量/分钟和火力