摘要：作为对电力系统运行有着重要影响的因素之一，风力发电的关键性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升风力发电对电力系统运行影响的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
关键词：风力发电；电力系统；运行；影响
一、风力发电对电力系统运行的影响分析
1.1对电力系统稳定性的影响
风力发电是对风能的利用，其本身就是具有较大的随意性与不可控制性。发电状态和所发电量基本取决于风速状况，而风速自身是非常不稳定的，由于风速度的间接性会对发电机组的稳定性带来影响，所以在一定程度上也给调控电力系
统带来了难度。对于那些电网结构薄弱的地方而言，通过风能发电就很难保证用电的平衡，加上这些地区往往不具备良好的电源结构，最后导致了电网无法吸收消化这些风电资源。风电流入也会给电网的节点电压带来十分严重的影响。
1.2对电力系统电能质量的影响
风电机组的功率输出不稳定，主要是因为风资源的不稳定性以及风电机组的不稳定性造成的。这种不稳定性会影响到电网的质量，比如出现电压的波动、谐波以及周期性的电压脉动等等。风力发电对电网带来的负面影响就是电压的波动，而导致风力发电出现电压波动的原因有很多：当风速增大的同时，风电机组出现的电压闪变和电压波动也会随之增大。另外，风电机组在停止，开始或者切换的时候也容易导致电压波动。
如果利用一部电机作为风力发电机工作的时候，其自身没有励磁装置，并网之前也没有电压，所以并网的过程必然伴随着过渡的过程，这时候会出现巨大的电流冲击，大概是产生电流的五倍左右。在几百毫秒以后才逐渐转入稳定阶段。
对那些小容量的风电机组来说，并网瞬间会导致电压严重下降，最后影响电网上其他用电设备的使用。情况严重的话甚至会威胁到整个电网的安全。
1.3对电力运行成本的影响
风力发电受到风力的制约，风力的间歇性与随机性将会对风力发电系统的稳定性与安全性带来挑战。目前，风力发电技术比传统发电技术的竞争优势还是落后的。风力发电系统初建的高额设施投入，对技术的严格要求，系统运行时备用容量的加大都制约着风电系统成本的降低。随着当前科学技术水准不断提升，人们的生活水平也在不断的提升，在当前的发展趋势和发展背景之下，建筑施工项目的规模也在不断的增加，相对应的，对于风力发电技术也有着更高的标准。需要注意的是，相关风力发电项目是一个系统化的、复杂化的、技术性较高的工程项目，其中不仅包含有相关设备的操作和使用，同时对于设计也有着极高的标准。所以在风力发电技术应用过程当中很好的掌控技术的指导思想和基本宗旨对于后期的质量将产生巨大的影响。同时还应当明确风力发电对电力系统运行所产生的具体影响，以真正意义上实现风力发电技术的革新和发展，为更好的实现工作的改革奠定坚实基础。在风力发电技术应用过程当中不仅应当对相关电力系统技术等进行分析，同时还应当加强对技术的分析和总结，结合当前的现状提出相关意见，以促进工作的发展和改革。
二、风力发电对电力系统的影响解决方案
2.1风力发电场的规模问题
衡量风力发电规模的两个指标：首先是风电穿透，指的是风电场装机容量占系统的总负荷的比例，风电场穿透功率极限指系统所能接受的风电场最大容量和系统最大负荷的比值。统计数据表明，风电穿透功率达到是非常可行的。其次就是风电场短路容量比，是对风电场容量和电力系统的风电场连接点的定义系统的容量比，短路容量表示网络结构强度、短路容量和电气距离的节点，以及小系统的电源点关系密切。风电场接入点的容量反映了对风力发电注入功率的电流灵敏度，短路能力较强的风电场功率对系统容量的扰动比较小，对风电场容量比这一目标。
风电场最大注入功率的影响因素：最大注入功率的风电设备运行取决于调节能力和风电场等相关。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆影响风力发电网络结构系统的因素是：风荷过载的能力、风电场与电网的连接方式。调节系统中的常规能力，风力发电机无功功率补偿的类型。为了提高风力发电系统、适当提高风电场无功补偿等问题，可以将有利于提高风电场的最大注入功率。电源电压的高低影响电力系统各节点的电压水平，影响风电机组的最大注入功率。可变因素有风电机组接入的系统的运行方式的变化，及风电机组无功补偿的情况等等。对于大型并网风电场，其动态特性也是影响其最大注入功率的主要因素，这需要结合动态仿真另行分析。
2.2改善电能质量问题
2.2.1改善电网结构
按照联结电源和负荷点的电网形状，可分为环形和星形。环形将同电压等级的线路或不同电压等级的线路共同组成一个环，优点是提高供电的可靠性，缺点是运行方式复杂。星形以电厂与变电站为核心，向外辐射、其供电可靠性较差，但运行方式简单。一般二者可以结合应用，效果更佳。按同一电网周波频率是否一致，可分为同步电网和异步电网。交流同步电网上的所有发电机以同一周波同步运行，异步电网则通过换流站和直流线路或背靠背换流站联结，两侧分别以不同的周波运行。
2.2.2为了减缓风电场并网对电网的冲击、通常采用双向晶管装置来解决当风力涡轮发电机达到同步转速，发电机通过双向晶闸管装置并入到电力系统，电流控制双向可控硅的导通角反馈，双向晶闸管触发角以不同角度逐渐开放，双向可控硅短路，降低冲击电流，采用这种启动方式，能限制风电场并网时冲击电流量，降低对电网的冲击。
2.3改善稳定性问题
2.3.1分组投切电容器
快速电容器对系统无功功率补偿的变化影响作用明显，但风的速度对输出的无功功率影响也很大。所以这一组输入电容并不能实现连续调节电压的目的，由于一组电容器的投切次数不是无限的，其作用也有时间延迟，所以在风的速度
快速变化所引起电压波动的时候，是无能为力的。这个时候就需要多组电容器，对无功功率补偿的变化实现可控。即使在风速变化较大时，引起较大的电压波动的情况下，多组电容器也能对其控制，达到一个稳定状态。
2.3.2静止无功补偿器
传统无功补偿用断路器或接触器投切电容，其用可控硅等电子开关，没有机械运动部分，所以叫静态无功补偿装器。通常其组成部分为：其一，固定电容器和固定电抗器组成的一个无功补偿加滤波支路、该部分适当选择电抗器和电容器
容量，可滤除电网谐波，并补偿容性无功，将电网补偿到容性状态。其二，可控硅电子开关。可控硅用来调节电抗器导通角，改变感性无功输出来抵消补偿滤波支路容性无功，并保持在感性较高功率因数。静止无功补偿器可以调节动态无功补偿功率，提供动态电流，改善系统的运行。在风电场出口安装动态无功补偿装置，无功功率按电流偏差风场接入点控制的无功补偿，可以稳定风场节点电流，减少对电网电流波动的冲击。改善无功补偿器也可以进一步改善稳定性问题，可以进一步减少对电力系统的影响。最后一点，保护装置的调整。风电场的保护装置的配置和整定，通常的做法是根据终端变电站，根据变电站电压设定值和相关设备的具体参数，在最合理的情况下设置风电场的保护装置的相关状态。风电场保护先是主要依靠配电网保护，即在风电场建立初期，未通过低电压穿越实验时，进行孤立保护，当通过风电机组的低电压穿越保护措施后，再连接到风电场的系统中，风场自动并网。
结束语
综上所述，加强对风力发电对电力系统运行影响的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的实践中，应该加强对风力发电对电力系统运行影响的重视程度，并注重其具体应对实施策略的科学性。
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论文作者:施欢欢
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：电网论文; 风力发电论文; 电力系统论文; 电压论文; 风电场论文; 功率论文; 风电论文; 《电力设备》2018年第31期论文;