摘要：我国风能资源丰富，可开发利用的陆地风能储量约有2.53亿kW，可开发利用的海上风能储量约有7.5亿kW，且风能资源为无公害可再生资源，与传统的火力发电技术相比，风力发电技术在环保、经济、可再生等方面有着明显的技术优势。近几年，我国风力发电事业发展迅速，无论是产业规模还是发电技术，均得到了长足的发展和提高，风电系统已然成为电力系统不可分离的重要组成部分，故而加强风力发电与电网运行间的协调性控制，促进二者的和谐发展，具有重要的现实意义。笔者即从风力发电对电网运行的干扰和影响入手，就其解决措施，发表几点看法，以供相关单位参考。
关键词：风力发电；电网运行；影响；解决措施
风力发电具体是指使用风能资源进行发电的技术，是一种新型环保技术，与传统的火力发电技术相比，风力发电生产成本更低，且具有无污染、无公害、可再生等技术优势。近几年，我国风力发电技术发展迅速，并且在经历“小容量到大容量”、“陆上风电到海上风电”、“定桨距到变桨及变速恒频”、“齿轮箱到无齿轮箱”四个发展阶段后，在现实生活中得到了相对广泛的应用，有效缓解了我国社会经济发展导致的电力供应需求压力。但就供电质量和供电稳定性来看，风力发电技术与传统火力发电技术相比，还具有一定的差距，直接接入电网可能对电网造成多方面的不良影响，降低用户的用电体验。本文即从风力发电对于电网运行的干扰和影响入手，结合干扰成因分析，就其干扰解决措施，进行了分析和探讨，具体内容如下：
一、风力发电对于电网运行的干扰和影响分析
（一）电网调度方面的影响分析
电网调度方面的干扰和影响主要表现在以下几个方面：一，通常来说，风能资源富集的地区，人口较为稀少、电能负荷量小，电网结构也相对薄弱，风电功率的额外输入注定会改变该地区原有的电网的潮流分布，从而容易对局部电网的节点电压造成相应的干扰和应用；二，风能资源是自然资源的一种，具有不可控性特征，风力发电装置是否处于工作状态与其所处环境的风速状况，有着直接且紧密的联系，而自然风的间歇性和不稳定性特征，决定了风力发电的间歇性和波动性特征。在这种情况下，将风力发电系统并入常规电网，就等同于在电网中加设一个随机扰动源，从而给电网调度工作的顺利实施带来巨大的困难和阻碍。
（二）电能质量方面的影响
首先，风电机组输出功率具有鲜明的波动性特征，这使得风电机组在实际运行中容易发生湍流效应，尾流效应以及塔影效应，进而容易引发电压波动、偏差、闪动等一系列质量问题，降低电能供应质量，其中闪变和电压波动问题对于电能供应质量的降低作用尤为明显：其次，风力发电机相关异步电动机通常不会设置独立的励磁装置，且在风力发电系统并网之前不具有电压。但在并网之后，就会产生远高于额定电流数值的冲击电流，最终导致电网电压急剧下跌的恶劣问题。
（三）电网运行稳定性方面的影响
通常情况下，电网设计和规划初期，并不会对风电机组接入电网后导致的种种变化进行考虑，故而在实际操作中，容易出现风电场周边电网电压大幅度超标的问题，甚至引发电压崩溃事故。此外，如电网接入大规模的风力发电机组，还将对电网频率稳定性和暂态稳定性，造成巨大影响。
二、电网运行与风力发电不协调问题的成因分析
（一）电网建设进度与风力发电建设进度不统一
风力发电技术是一种新型的发电技术，其研究和应用的时间，均要晚于常规性电网建设的时间。另外，风力发电项目的前期准备工作较为简单，且工程施工迅速，项目审批之后很快就可以投入生产和使用。但电网接入系统是一项系统、复杂的工作，无论是项目审查还是工程建设，均要复杂于风力发电项目。这种技术发展和建设进度的不协调性，在一定程度上导致了二者的运行不协调问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（二）风力发电调峰容量偏小
就电力电量平衡而言，现阶段的电网还不能完全消纳风电资源，鉴于风电特有的间歇性、随机性和波动频繁特征，想要实现风电资源的良好消纳，就必须就有充足的备用和科学的电源结构，还需要与之相匹配的灵活调节电源。但就目前的实际发展状况来看，多数地区的风力发电调峰容量偏小，相应限制了风电事业的良性发展。
三、电网运行与风力发电协调发展的促进措施分析
（一）发电企业方面
1、控制降低电网调度方面的影响
针对当前电网系统潮流分布变化异常以及电网调频、调压等问题，发电企业可通过科学的风电电能预测，控制降低这方面的干扰和影响。同时，近几年我国预测风电场电力输出相关技术发展较为迅速，可根据周边环境的气象预报数据和风电场运行历史数据，得到较为精准的风电场处理预测结果，为发电企业的电网调度工作提供了相应的技术支持。
2、控制降低电能质量方面的影响
对于风电场来说，发电企业必须通过加设无功补偿装置或无功控制的双馈变速风电机组的方式，提高风力发电的电能输出质量。另外，发电企业也可以辅助人工干预，控制同一区域内的风电机组独立进行启动，从而降低风力发电机启停对于电能输出质量的干扰和影响。
3、控制降低电网完全性方面的影响
发电企业需通过分组投切电容器组的方式，对整个电网系统进行无功补偿。但这种方法具有一定的局限性，有限这种方法无法实现连续性的电压调节，并且电容器的投切次数有限，故而这种方法不适用于风速变化过快的环境。发电企业还可以通过在风电场出口安设静止无功补偿器的方式，根据风电场接入点对应的电压偏差量完成对SVC补偿的无功功率的控制，从而提高系统整体的安全性和稳定性。
（二）电网企业方面
1、控制降低电网调度方面的影响
电网企业应积极加强对提高电网接纳能力措施的研究，主动提高电网对风电电量的接纳能力，促进二者的协调发展。同时，电网企业还应根据电网可以接纳的风电装机容量最大值，进行风电发展规划，为风电的科学接入创建良好条件。此外，电网企业还应综合风力发电并网实际需求，对现行的电网调度管理制度进行完善。
2、控制降低电能质量方面的影响
电网企业主要可以通过改善电网结构和提高电网电压等级两种方法，降低风力发电对电网运行的干扰和应用。就前者而言，电网企业可通过控制调节X/R的方式，实现电网结构的优化；对于后者，电网企业则可以采用建设新的输电线路的方式，降低风力发电对于电能质量的影响。
结语：
综上所述，鉴于风力发电经济性好、环保、无污染、可再生等技术优势，相关部门需全面提高对风力发电技术的重视，并从现阶段风力发电对电网运行的干扰和影响入手，加强二者的协调性发展控制，从而推动我国电力事业的进一步发展。
参考文献：
[1]蒋文泉.我国风力发电对电网运行的影响[J].通讯世界,2014(03).
[2]陈琼.风力发电对电网的若干影响和对策分析[J].城市建设理论研究（电子版）,2015(19).
[3]王传波,舒仨东,毕晓颖等.我国风力发电对电网运行的影响[J].华电技术,2011(12).
[4]温德胜?????.基于风力发电对电网运行的影响问题分析与探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2012(20).
[5]林锷钊.浅谈风力发电的优势及其对电网的影响[J].科技促进发展,2012(06).
论文作者:芦健,钟建平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/7
标签：电网论文; 风力发电论文; 风电论文; 电能论文; 干扰论文; 电压论文; 风能论文; 《电力设备》2017年第23期论文;