摘要：随着我国社会经济的不断发展与进步，我国社会对于能源的需求量也变得越来越巨大。单纯依靠不可再生能源的使用带来了诸如气候变暖、大气环境被污染等的问题，因此受到了越来越多人的重视。本文首先就风力发电对电力系统运行的具体影响做出了简要的分析，进而提出了解决风力发电对电力系统运行的具体措施，旨在全面提升我国的风力发电的质量。
关键词：风力发电；电力系统；运行；影响
当前，在我国发电结构不合理的现象仍长期存在，火力发电一直占据我国大部分的发电比例，这样不合理的发电结构带来了巨大的环境破坏力，因此应该受到极大的重视。在国家大力提倡节能减排的今天，利用可再生能源进行发电的呼声越来越强烈，而风力作为一种最为清洁的可再生能源具有很强的发展潜能。现如今，随着风力发电的不断推广，风力发电已经显现出很强的商业潜力与市场竞争力。
一、风力发电对电力系统运行的具体影响
（一）风力发电对发电厂规模的具体影响
现如今，我国正处于全国电网互联、电网规模不断扩大的关键发展阶段，而现如今接入到电网系统中的风力发电场大都规模较小，其容量在总电网装机量中所占的比例也较小。因此，这并不是制约风力电厂规模扩大的主要因素。现如今，制约我国风力发电厂发展的最主要的原因是，就我国的实际情况来看，风力资源丰富的地区大都是地广人稀之地，耗电量较小，负荷量也较低，改变电网规模最主要的原因是风电功率的注入改变了电网的潮流分布，进而使得局部电网的节点电压发生较大的改变。加之，风力是一个不可控的自然条件，因此这就直接的影响着风力发电机组在发电的时候可能出现不可控的间歇性和波动性，这么多不可控的因素在现如今的技术水平下是无法预防与避免的，这就给电网是否能可靠的运转带来了巨大的挑战。因此，在现如今的技术水平下，如何确定一个电网最大的风电注入功率成为了风力发电过程中最亟待解决的问题之一。
（二）风力发电对电能质量的具体影响
由于风能本身的不确定性的影响，使得人们在利用风力进行发电的过程中会常常出现输出功率比较波动的现象。而这些波动会影响电能的质量，造成诸如电压偏差、电压波动等不稳定现象的发生。这些不稳定的电压波动是风力发电现如今不可避免一个技术瓶颈，会直接使得人们在使用电能的时候出现照明灯亮度不均、电视机画面闪烁等现象，这些不稳定性都直接影响着人们对于相应电子设备的正常使用，给人们的正常工作生活带来不便。同时，如果风力机组中的电力控制装置设计或者使用不当就会造成电压波的畸变，这给风力发电的运用带来了很大的不确定性风险。
二、解决风力发电对电力系统运行的具体措施
（一）解决风力发电厂规模的具体措施
现如今，在国内外的业界都流行使用风电穿透功率极限和风电场短路容量比来作为基本的两项风力发电规模指标。其中风电穿透功率指的是系统中风电场装机容量占系统总负荷的比例；风电场短路容量比指的是风电场额定容量与该风电场与电力系统的连接点的短路容量之比。根据这两个衡量风力发电规模的具体指标，并结合我国的实际情况得出用风电场短路容量为指标的话，在计算时域仿真和稳态潮流仿真相结合的方法，电力系统中风电场的最大安装容量可以超越短路比10%的最大限制。
（二）解决风力发电厂电能质量问题的具体措施
现如今，在解决风力发电厂电能质量问题上能够采取的具体措施首先表现为通过相应的手段改善电网的结构。总所周知，电网系统中并网风电机组的公共连接点短路比和电网的线路x/r 比是影响和制约风电机组电压波动和闪变的重要原因之一。一般情况下，风电机组公共连接点的短路比与风电机组引起的电压波往往存在一个反比的关系，因此，相关技术人员应该将线路x/r 比对应的线路阻抗角控制在60度―70度之间，因为只有当这个比值的角度在这个范围内进行波动时，才能使得风电机组内的电压波动和电压闪变达到最小值，进而使得风力发电的电能质量达到一个最好的状态。此外，除了控制这个比值的角度大小之外，还可以利用一些其他的手段进行相应的管理，例如，可以使用通过人工干预的方式使得全部的风电机组处于不同时启动的状态，利用这种人工主动干预的方式也可以有效的减轻各个机组停机对于电能质量的影响；其次，在解决风力发电厂电能质量的问题上还可以采取安装一定数量的电力电子装置来进行。现如今，风力发电厂在解决风力发电厂并网过程中对电网造成的冲击的时候，往往采取的主要措施是安装一种双向晶闸管控制的软启动装置。这种装置在风力机组将发电机带动到同步速附近的时候，通过发电机输出端的断路器进行闭合，进而使得发电机通过一组双向晶闸管与电网进行有效的连接，最后将双向管闸管进行短接设置。正是通过这种软启动的技术设置使得并网工作得以平稳进行，进而保证了并网过程中电能的质量。
3.风力发电对电力系统运行稳定性的影响
3.1对电压稳定性的影响
目前，多数风力发电机都是异步发电机，在发出有功功率时还需吸收电网的无功功率，风力发电机所吸收的无功功率导致了电网电压的稳定性下降。风力发电的容量较大时，会导致无功功率增加，进而降低电网对风力发电的控制，使电压稳定性降低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电网的电压稳定性包括暂态电压稳定和静态电压稳定，风力发电对暂态电压稳定和静态电压稳定均有影响。
3.1.1对暂态电压稳定性的影响
通常，风力发对电网的电压稳定性的影响都是在动态范畴，当电网电压出现较大的波动时，电力系统会经过其他装置进行电压调节，调节的过程也属于动态范畴。风力发电机接入电力系统的启动时刻，风力发电机会产生较大的电力冲击，从而对电压的稳定性造成影响。若风力发电机出现故障或者是风速超过切出风速时，风力发电机自动退出电网，致使电网电压骤降，运行不稳定。
风力发电对电力系统暂态电压稳定的影响因素有：电网系统无功补偿的大小、风力发电机的种类、风力发电机气动功率的调节。要避免风力发电对电网电压稳定性的而影响，需要风力发电机具备较好的低电压穿越能力，即当电压出现下降时，风力发电机不会自动退出电网，并能够向电网提供少量无功功率，从而使电网的整体电压恢复稳定。
3.1.2对静态电压稳定性的影响
静态电压指整个电网系统运行过程中，电网电压相对稳定时产生的电压。静态电压的稳定性与电力系统的负荷性极限功率有密切的关系。若风力发电的有功功率能提高电力系统负荷性极限功率，则会使静态电压的稳定性增加，反之亦然。但必须考虑风力发电并入电网需要较多的无功功率，可能会使电网的电压稳定性降低甚至电压崩溃。产生这种现象的主要原因是电力系统的无功功率供给量和风力发电机运行点的分布，若电力系统的无功功率供给量足够，无论风力发电容量是多少，都能使电力系统的静态电压稳定性增强。
3.2对频率稳定性的影响
为了保证电网运行的稳定安全，会将机组旋转容量保留2%～3%作为备用容量，用于应对新能源并网而产生的频率不稳定和频率偏移。由于风力发电具有波动性和不稳定性，导致发电的输出功率会随着风力大小的变化而产生变化，为了使电力系统能够正常供电，应根据风力发电并网容量确定机组旋转备用容量，一般情况下，机组旋转备用容量与风力发电并网容量成正比。大型电网因其有足够备用容量及良好的调节能力不会产生频率稳定性问题，小型电网因其调节性相对较差且机组旋转被用量不够，需要考虑频率稳定性问题。
4 风力发电的有效控制措施
4.1 优化风电场的规划
在风力发电的过程中，要想对供电的质量进行提高，并减少风力发电对电网的影响，就必须要对风力发电场进行科学合理的规划，风力发电场规模的大小不仅对风电的穿透功率有着直接的影响，而且还影响着发电场的流量，因此必须要加强风电场的规划[4]。其中电网的穿透功率主要是指在电网正常的运行状态中，电网对风电机容量所能承受的最大值。而短路容量比则是指电力企业电力系统与风电场所连接短路容量的比值，短路容量的比值越小，抗电能力就越强。同时，在风电场规划和设计的过程中还必须要根据实际的情况，对风电场进行优化，从而减少对电网的影响，提高电力系统的供电质量。
4.2 加强风电场的动态特性
在风力发电的过程中，对风电场自身的动态特性进行不断的提高，也可以减少风电场对电网的影响。一般情况下，其经常使用的方法有：采用先进的风电机型、使用低电压穿越能力强的设备以及可调节的功率线路，对风电场的动态特性进行增加，并对电网系统的动态进行有效的改善和优化，以及提高风电场的功率和优化风电场的运行条件。同时，还必须要对电网保留一定的备用误差，对电网功率的因数进行提高，当风力发电过程中出现故障，就可以对一定数量的风量机组进行切除，从而使得电压得到快速的恢复，并确保电网的正常运行。
4.3 加强电压稳定性的控制
在风力发电的过程中，加强电压稳定性的控制不仅可以对电网电压进行很好的控制，而且还可以对电压的节点进行稳定，降低电压的波动性[5]。因此，可以利用分组投切电容器的方法对电网系统进行无功补偿，并在风电场的出口安装静止武功补偿器，对风电场的节点电压进行稳定，从而降低风力发电对电网电压的影响，确保电网系统的稳定性。
结语
现如今，随着我国大力提倡发展绿色能源的契机，风力能源作为一种最为清洁环保的能源被赋予了新的使命。可以毫不夸张的说，风力发电在以后的发电行业中绝对占据着不可估量的发展前景。但是，现如今风力发电还存在着不少技术的难题和发展的短板，本文主要针对于此分析了风力发电对我国电力系统的影响，并提出了一些解决方案，旨在全面推动风力发电在我国电力系统中的应用与发展。
参考文献：
[1] 王阳，李晓虎，许士光，赵杰，胡仁芝，肖柱.大型集群风电有功智能控制系统监控软件设计[J].电力系统自动化.2010（24）
[2] 傅旭，李海伟，李冰寒.大规模风电场并网对电网的影响及对策综述[J].陕西电力.2010（01）
作者简介：
敖乐，身份证号15282419870116xxxx
论文作者:敖乐
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
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