关键词：风力发电；电网；影响
1 风力发电对电网的影响
1.1 电压闪变
常见的风力发电并网方式为软并网，尽管采用软并网方式，启动时所产生的冲击电流仍然没有明显的环节。如果风速过大，超出切出风速，则风机会推出额定出力状态。如果风场风机的运行动作相同，这种冲击会对整个电网产生巨大的影响。不仅如此，风速和塔影效应都会严重影响风机处理的稳定性，导致风机出力产生波动，从而带来电压闪变的问题，不仅影响输电质量，还在很大程度上影响电网的运行安全。
1.2 谐波污染
产生谐波污染的原因有两种：一种是发电子自带电力电子装置，从而导致谐波问题。如果采用与电网直接相连的恒速风力发电机，则在软启动阶段，电网和电子装置相连，从而产生谐波，但是谐波的出现过程短暂，频率较低，所以影响不大。如果采用变速风力发电机，由于该发电机主要运用整流装置和逆变装置接入电网系统，所以电力电子装置的切换频率在谐波范围之内，从而导致十分严重的谐波问题。然而，电力电子器件在逐步创新与改进，谐波问题的影响正在不断减小。另一种污染原因是并联补偿电容器与线路电抗产生谐振。在风力发电实际运行的过程中，在风力发电厂出口位置，变压器的低压方向出现了大量谐波。虽然谐波问题比较常见，但是与电压闪变想必，谐波污染比较容易解决，且影响不大。
1.3 电压稳定性
在大规模的风电场的范围内，电压波动相对较大，且波动频繁。产生这种问题的情况主要有三个方面：首先，机组启动的过程中会出现大量冲击电流，单台机组并网虽然不会产生较大的冲击，但是冲击时间相对较长；其次，如果采用多台机组并网，很有可能导致电压骤然下降，影响电网运行质量。所以，在使用多台发电机组进行并网时，一定要对发电机组进行分组，并且并网工作要有一定的时间间隔。如果风速过大或者产生故障，发电机组会自动推出并网状态，从而导致电压突降。如果机组数量较多，则电容补偿会导致脱网前的运行电压增加，从而使电压下降问题更加严重；最后，风速的变化也会影响电压稳定性，导致电压波动。如果平均风速加大，则有功功率会随之增加，母线电压就会先降低、再升高。这主要是由于，在输入功率小的情况下，电压升数值相对较小，从而引发的电压降大。如果风场输入功率加大，则电压升数值就会随之加大，电压降增加会相对较小。
1.4 无功控制、有功调节
异步发电机是大规模风力发电场中的常见机组，在并网运行的过程中，这种机组需要吸收电网的无功功率，从而增加运行负担，导致小型电网的稳定性受到影响。所以，在匹配相应的电容器组是必不可少的，通过电容器组进行无功补偿，实现电网运行质量的改进与提升，并且减少无功功率的消耗，有效控制成本。由于控制环节的增加，该机组增加了许多有优点。如，能够对无功功率加以控制、可以完成有功和无功功率的解耦控制等等。该发电机能够对转子转速加以控制，也可以对力矩加以控制。不仅如此，变频器通过d轴分量实现有功功率的控制，以及转子侧与电网侧变频器之间的有功交换。
2 发电企业应该采取的相应措施
2.1 要尽可能的降低对电能质量的影响
（1）风电场应该加装必要的无功补偿装置，或者是采用双向晶闸管控制的软启动装置，也可以采用无功控制的双馈变速风电机组。当风力机将发电机同步速附近之时，发电机的输出端断路器就会自动闭合，促使发电机与电网相连接，再通过电流反馈，对双向晶闸管导通角进行控制，当并网结束之后，双向晶闸管短接，取得了较为平滑的并网过程，以促使风电并网对电网电能质量的影响进一步降低。
（2）通过人工干预的方式，促使同一个区域的风电机组在不同的时候启动，如此，能够进一步减小启、停风力发电机对电能质量的影响。
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2.2 进一步降低对电网调度的影响
针对电网系统的以下几方面问题，第一，潮流分布问题、第二，电网的调压问题、第三，调频问题，可以通过风电电能的预测来进行缓解。近些年来，预测风电场电力输出的技术得到了较大的发展，利用风电场的数据，以及利用附近气象站所预报的数据，能够起到预测风电场出力变化的作用。
2.3 进一步降低对电网安全稳定性的影响
（1）充分运用分组投切电容器组的方法，以实现对系统进行无功补偿，但是它不能够实现连续的电压调节，并且其电容器投切的次数有着一定的限制。故此，对于因为风速变化过快继而产生的电压波动，它不能够进行控制。
（2）在风电场的出口，安装无功补偿装置进行补偿，以风电场接入点的电压偏差量为根据，来对SVG无功补偿的无功功率进行控制，对风电场的出线电压进行稳定，以促使风电功率波动对电网电压的影响能够进一步的降低，继而促使电网系统的稳定性得到改善。
（3）在风电场出口处，采用基于GTO逆变器的双桥结构换流装置，超导储能装置利用其以下几方面的能力，第一，有功综合调节能力、第二，无功综合调节能力，使风电场输出功率波动有所降低，与此同时，实现对电压以及频率的同步控制，以促使风电场电压能够得到进一步的稳定。
3 电网企业所要采取的相关措施
3.1 进一步降低对电能质量的影响
（1）进一步改善电网结构。对于并网风力发电机组而言，其公共连接点短路比越大，那么所引起的电压波动就会越小，其所引起的闪变也会越小，一个合适的电网线路X/R，能够促使有功功率引起的电压波动被另一种电压波动补偿掉，也就是无功功率所引起的电压波动，其闪变值也会降低。故此，通过调节合适的X/R，能够使风力发电对电能质量的影响有所降低。
（2）将电网的电压等级进行提高，将高压输电进行改变，将其变为超高压输电，建设新的输电线路，并且在其中安装相应的自动控制装置，以促使风力发电传输对电能质量的影响有所降低。
3.2 尽可能的降低对电网调度的影响
（1）对电网接纳能力，要加强对它的研究，要尽可能的提高电网对风力发电电量的接纳能力。对于电网所能够接纳的最大风电装机容量，要从整体上予以确定，以便为风电发展的规划与设计提供参考依据，通过权威风电并网的技术评价机构，为风电的合理接入提供最为重要的技术保障。
（2）要完善电网调度管理措施，以风电场的风功率预测作为依据，对其他类型发电机组发电出力进行更优化安排。
3.3 促使对电网安全稳定性的影响有所降低
（1）针对风力发电对电网以下几方面的影响进行深入的研究，第一，运行方式、第二，频率控制、第三，潮流分布、第四，故障水平、第五、稳定性等。
（2）对电网接纳风电能力进行深入的分析与研究。
（3）通过升级改造，促使电气设备能力得到进一步的提升，对风电场附近开关的遮断容量进行增加。
（4）加装滤波器，以有效的防止电网谐波超标。
4 结束语
风力发电作为一种绿色能源有着改善能源结构、经济环保等方面的优势，是未来能源电力发展的一个趋势。但是风力发电也会给电网带来一些影响，尤其是在风电场规模较大而所接入电网较为薄弱时，对系统影响较大。所以要采取相应措施，改善其并网性能，尽可能降低其对电力系统运行的负面影响。
参考文献：
[1]王天施,苑舜.风力发电对电网的影响及对策[J].高压电器,2010,08:89-92.
论文作者:红柳
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 17期
论文发表时间:2020/1/9
标签：电网论文; 电压论文; 谐波论文; 风力发电论文; 机组论文; 功率论文; 风电场论文; 《当代电力文化》2019年 17期论文;