摘要：在新能源发展的今天，风电接入对电力系统的影响比较大，需要采取相应的措施，实现风电发展的同时，保证电力系统的安全稳定运行。本文通过研究分析风电接入对电力系统的一些具体影响，研究了相应的改善风电接入对电力系统影响的策略，希望为接下来的研究者提供参考。
关键词：风电接入；电力系统；影响
当前经济发展面临的能源危机迫切需要引入新的能源，风力发电就是一种新能源技术，并且具有清洁性和可再生等优点，越来越多的目光投入到了风力发电上。但是当前的风力发电虽然在技术上等已经有了比较大的突破，但是当风电要接入到电网，会对电网的稳定运行的造成一些负面影响，这就需要找到相对应的应对措施，从而提高电力系统的安全性和稳定性。
一、风电接入对电力系统的影响
我国的风力发电厂分布不均匀，而且，由于我国地理地形的差异，导致各地的风力大小不一致，所以，在此前提下，我国的风电场的电网结构和它的控制方式都不一样。一般情况下，比较小的风力发电对电网的影响很小，几乎没有。但是规模稍大的风力发电场的风电接入到电力系统中，就会在一定程度上影响到电力系统电能的质量，也会影响网的稳定性，甚至还有对继电保护也有一定的影响。
（一）风电接入影响电能的质量
风力发电由于主要是凭借自然风力来发电，而自然风的大小和时间上的不确定性，就会导致风力发电存在些许的不确定性，可能具有间歇性和波动性。这样的前提下，风力发电必然会影响到电力系统的电能质量好坏。比如，会使得电压不规律波动，电压也可能会出现偏差和谐波等现象。当前，我国风力发电影响电能质量好坏主要是通过电压的不规律波动和电压闪变，但是谐波对电能质量的影响也不容小觑，值得思考。风力发电通过谐波影响电力系统质量的方式主要分为两种，一个是部分风力发电机本身的原因，因为其本身装有电力电子设备，就会对谐波效应放大。另一个是风力发电机的无功补偿装置，这类装置也许会发生谐振。
（二）风电接入影响电网的稳定性
风力发电由于其技术的特殊性，该系统是在电网末端接入电网，这样在一定程度上，对传统的单电源的分布结构做出了改变，就让潮流的分布及其流向也发生了相应的改变。在这个前提下，风电注入功率一旦增加，就会使得风力发电场周围的局部电网的电压超过限度，如果再加大功率，就会使得电压崩溃。这是因为，以往传统的风电场的容量比较有限，一般情况下，风力发电场都不会参与到对电力系统的控制中去，所以，一旦系统出现故障，只要把风电机组和电网分离，就能使得电场和电网两者都处于安全的境地。可是，当前的风电场，其渗透功率在进一步增加，不稳定呈现波动的风电输出对系统的影响就更加凸显，只要稍加严重，那么，电力系统整个都不能稳定运行，系统出濒临崩溃。
（三）风电接入影响继电保护
由于，风电机组如果在频繁的投切，就会使得接触器的寿命减小，损坏接触器。为了减小这样的损失，降低风电组投切的频率，即使在有风的时候，该风力发电机也需要和电网保持连接状态。并且，当发电场的风速约等于启动风速的时候，风力发电机的短时电动机是被允许继续运行的。所以，连接电场和电网的连接线路的功率就可能会是非单向。配电网在风电接入配电网的时候，一般来说更常用的是三段式流保护。此时风力发电的短电流在系统出现故障的概率是比较小的，但是也不排除可能会对配电网的安全产生影响。这就说明，在对风电场的保护装置上，对它的配置，可能需要思考这样的运行方式方法。
（四）大容量风电接入影响潮流
当电网发生事故时，系统电压瞬间发生变化，风机在保护自身特性的同时，又降低了系统的潮流分布、系统潮流重分布和重要联络线潮流变化。通过电网实际故障，仿真计算了风机出力变化对系统潮流的影响。对风电运行经验的积累，为实际行动提供基础数据，在低电压下的风电故障期间可以改变机组的出力，为了提高仿真精度，更好的掌握风力发电机系统的运行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
二、改善风电接入对电力系统影响的措施
（一）提高电能的质量
风电的发展对电能质量的影响比较大，如果没有进行恰当的处理，势必会对居民的生活出行等造成不便，也有可能会造成电网系统的奔溃瓦解，更严重的后果是局限了风能使用上的有效性，一定程度上会影响风力发电发展的前景。由于并网风电场的共同连接点短路比，也就是SCR，以及电网的线路电抗和其电阻的比值X：R，这是在风力发电中，造成电压中电波的不规律波动和闪变的一个主要原因。随着SCR的增大，风力发电机组引起的电压不规律波动就越小，闪变也会更小。而且，只要电网线路的比值是一个合适的值，那么无功功率引起的电压波动就能在一定程度上对有功功率引起的电压波动进行补偿，从而降低平均的闪变值。这也就是说，只要在风力发电场设置相应的电抗器组，就可以在一定程度上对电压变动和电压偏差实现抑制。
（二）增强电压的稳定性
增强电压的稳定性，主要有通过无功补偿和采双馈异步发电机，以及储能装置的采用来实现。
1.无功补偿
无功补偿能力的提高，并增加大容量异步风力发电场在电网的接入，这是风电接入稳定电压的主要措施。对电容补偿容量的进一步提高，就能在一定程度上增加风电系统出现诸如短路故障之后的稳定性，并可以适当通过安装动态无功补偿的装置来使得电压有一个动态的支撑，进而提高电压的稳定性。
2.双馈异步发电机
当前的风力发电场中运用的比较多的是双馈异步风力发电机。这种发电机的组定子和电网采取的是直接连接的方式，而转子和电网连接时也是通过PWM，这样就能有效实现转子交流励磁。只要转变坐标就能使得转子的交流励磁电流得以实现，并且同时还有无功耦合变成有功，以及对无功功率的灵活控制，从而改变功率的因数，进而在不需要无功补偿的基础上实现了电力系统的稳定性。
3.储能装置
超导储能装置，是一种能够对有功和无功进行调节的装置，它的优点是速度快，转换效率比较高，能够实现对有功无功的调节，也能对它们实现独立的控制，灵活性也就被展现出来，能够有效实现维护电力系统的稳定性。例如，在风力资源并不算优良的云南，对风能发电的利用比较高，这就是因为云南电网公司采用了超导磁储能装置。采用这个技术之后，云南的风力发电不再频繁受到天气的影响，一定程度上保证了发电功率，提高了电能质量，降低了停电事故发生的频率。云南省的风电并网的管理得到优化，并且实现了电网运行的安全性。
（三）调整保护装置
风力发电场在接入到配电网时，必须要考虑的是故障电流，这就要对配电网进行重新配置，在此时，就需要做到对电场和电网的功率流向的思考。当前，做经常的做法是按照终端变电站的方案进行配置，主要采用一些诸如孤岛保护和低电压保护的相关技术实现对系统的保护。实现在故障期间能够断开两者的连接状态，在故障排除后再重新连接。
结束语
在能源日益紧张的今天，新能源的开发使用成了首要任务。但是，在新能源的发展中出现了一些问题，比如风力发电对电力系统的影响。风电接入对电力系统的影响比较大，可能会影响电能的质量，以及电压的稳定性，这些或多或少都会影响到人们的生活起居。所以，需要对相关的改善措施进行分析，以实现维护电力系统安全稳定的运行和风力发电的发展前景。
参考文献
[1]汤蕾,沈沉,张雪敏.大规模风电集中接入对电力系统暂态功角稳定性的影响(二):影响因素分析[J].中国电机工程学报,2015,35(16):4043-4051.
[2]于辉,周成,刘鲁宁.基于DFIG的风电接入系统对电力系统暂态稳定性的影响[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2015,5(04):305-307.
作者简介
辛洪伟，男，黑龙江工业学院电气与信息工程系，电气工程及其自动化专业14级，在校学生。
论文作者:辛洪伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/23
标签：电网论文; 风电论文; 电力系统论文; 风力发电论文; 电压论文; 稳定性论文; 电能论文; 《电力设备》2017年第26期论文;