浅谈大规模风电接入对电力系统影响

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1、《电气开关》(2013．No．4)文章编号：1004—289X(2013)o4—0011—04浅谈大规模风电接入对电力系统的影响杨家然，罗晓芬(华能威海发电有限责任公司，山东威海264205)摘要：介绍了风电场常用风力发电机组的类型及其特点，分析了大规模风电并网对电力系统安全和稳定运行的影响，总结了目前风电并网对电力系统影响的主要研究研究方法。针对存在的问题，提出了改进建议。关键词：风电场；电力系统；影响分析中图分类号：TM71文献标识码：BTheEfectoftheLarge-ScaleWindPowerPenetrationonPowerSystems

2、YANGJia—ran，LUOXiaofen(HuanengWeihaiPowerGenerationCo．，LTD，Weihai264205，China)Abstract：Thetypesandcharacteristicsofcommonlyusedwindturbinesinwindfarmaredescribed，theimpactonse—curityandstabilityofthepowersystemwithlarge—scalewindpowerareanalyzed．Summarizethemainresearchmethodsofth

3、eimpactonthepowersystemwithwindpower．Theimprovementrecommendationsfortheexistingproblemsaregiv—en．Keywords：windfield；powersystem；analysisofinfluence场的容量越来越大，对系统的影响也越来越明显，研究1引言风电并网对系统的影响已成为重要课题，本文将就风风能是洁净的可再生能源，风力发电是解决当前电并网研究中的一些问题进行浅述。突出的能源和环境问题的有效手段，因而得到了普遍2风力发电机组的原理及其特点重视和大规模开发利

4、用。近年来，特别是《可再生能源法》实施以来，中国的风电产业和风电市场发展十分析风电并网的影响，首先要考虑风力发电机类分迅速，2010年底，风电装机总容量达到4473．3万千型的不同。不同风电机组工作原理、数学模型都不相瓦，超过美国成为世界第一，风电并网容量也达到了同，因此，分析方法也有差异。目前国内风电场选用机2956万千瓦，预计2020年风电装机将翻倍I2j。组主要有3种，下面分别简单介绍这3种风力发电机大规模风电并网必须解决的两个主要问题就是消组的原理及其特点。纳与安全。由于风能的随机性和间歇性，导致预测困2．1异步风力发电机难、误差大。因此，在现有的

5、调度方式下很多风电场负异步风力发电机的主要特点是结构简单，运行可荷低谷时段被迫弃风，影响了风电的消纳；当风电穿透靠，此种发电机为定速恒频机组，运行中转速基本不功率超过一定值之后，会严重影响电能质量和电网稳变，风力发电机组运行在风能转换最佳状态下的机率定性、可靠性J，甚至引起大面积停电事故，2011年2比较小，因而，发电能力比新型机组低。同时，运行中月24日以来酒泉风电基地连续发生三次大面积风机需要从电力系统中吸收无功功率。为满足电网对风电脱网事故，分别失去风电出力84万千瓦、100．6万千场功率因素的要求，采用在机端并联补偿电容器的方瓦和153．5万千瓦，

6、同时使西北电网主网和华北电网法，其补偿策略是异步发电机配有若干组固定容量电主网的频率拉低，导致电网系统电压、频率大幅度波容器。由于风速大小随机变化，驱动异步发电机的风动，直接威胁到电力系统安全稳定运行J。随着风电机不可能经常在额定风速下运转。12《电气开关》(2013．No．4)异步风力发电机的结构如图1所示。问题，例如电压波动和闪变、频率偏差，谐波问题等。感应发电机更重要的是，需分析稳定性问题，系统静态稳定、动态稳定、暂态稳定、电压稳定等。当然，相同装机容量的网风电场在不同接人点对电网的影响是不同的，在短路容量大的接入点对系统影响小，反之，影响大。定量分

7、析风电场对电网运行的影响，要从稳态和图1异步风力发电机动态两方面进行分析。2．2双馈异步风力发电机稳态分析，就是对含风电场的电力系统进行潮流兆瓦级风力发电机普遍采用双馈异步发电机形计算。在稳态潮流分析中，风电场高压母线不能简单式，是目前世界主力机型，该机型称为变速恒频发电系视为PQ节点或PU节点。含风电场的电力系统对平统。由于风力机变速运行，其运行速度能在一个较宽衡节点的有功、无功平衡能力提出更高要求，要分析含的范围内调节，使风机风能利用系数Cp得到优化，获风电场在电网大、小运行方式下，是否满足系统的安全得高的系统效率；可以实现发电机较平滑的电功率输稳定运

8、行的各种约束。出；与电网连接简单，发电机本身不需要另外附加的无动态