摘要：近年来，随着人们环保意识的增强，绿色新能源如雨后春笋蓬勃发展，风电作为一种可永久续用的清洁能源也随之发展起来，越来越多的风电场接入电网。但是因为风度的不可控性和难预测性，大规模的风电接入给电力系统正常运行带来巨大压力和诸多问题。因此，本文探询研究了风电并网对电网的影响，并提出几点解决方法。
关键词：风电并网；电能质量；电网安全
1 风电对电网的影响
1.1影响电网稳定性
一是风电并网影响电网电压稳定性较为明显。风力发电的特点是有随机性，发电量大小随风速大小变化，同时因为风能资源丰富的位置大多比较偏僻，在电网末端，网架结构都比较薄弱，风电并网运行时势必影响电网电压稳定性。二是大型风电厂的风力发电机大都是异步发电机，并网运行时要从电网中吸收大量的无功功率，增加电网的无功消耗，可能会导致小型电网电压失去稳定。三是原来的电网规划和设计时，大都都不考虑风电并网后配电网功率、潮流的改变，所以随着的风电越来越多地注入，风电场周围小电网的电压和联络线功率会越过安全运行范围，将对系统的稳定性造成影响。
各个地方风力发电发展迅速，风力发电规模越来越大，风电装机容量在系统中比重一直增加，风电输出的不稳定性对电网的冲击也一直增大，对系统稳定性的影响就变得更加明显。情
1.2影响系统运行成本
风力发电的运行成本同火电机组对比来说，低到可以忽略不计。然而风力发电时的波动和间歇导致风电场的功率输出具有很大的不确定性，目前，风电的功率输出预报水平满足不了电力系统的运行要求。为保证风电并网后电力系统能够可靠运行，电力系统除了确保原有运行方式基础，还需要额外安排一定容量的旋转备用，以确保功率能够平衡。所以风电并网对整个电力系统运行成本的影响表现在两个方面：一方面，风电承担了一部分负荷，降低了电力系统的燃料成本，另一方面却需要增加整个系统的备用容量，加大了可靠性成本。
1.3 影响电网频率
随着风速的变化，风电机组的出力也会变化，当风速比切入风速大时，风电机组启动然后挂网运行；当风速比切入风速小时时，风电机组停将机，并与电网解列运行；当风速比切出风速大时，考虑安全，风电机将停机。所以风电容量在电网总装机容量中比重较小时，风电不稳定功率输出电给网频率造成影响较小，但是，当风力发电装机容量比重逐步增大，风电功率波动增加系统调频的难度，系统频率变化反过来又会对风电机组的运行状态产生影响。
1.4 影响电能质量
风能随机特性和风电机组自身的发电特性导致风电机组的输出功率是变动的，导致电网电压出现波动、闪变、偏差以及谐波等。
电压波动和闪变，都是因为功率输出的波动。因为风速动力特性导致的有功功率波动是由于当地的风况、湍流强度和频率不定；风电机组输出功率的波动取决于风速、塔影效应、风剪切、偏航误差等因素，其波动频率和风力机的转速息息相关。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆固定转速风电机组的闪变问题相对来说比较严重，某些情况下甚至成为了制约风电场装机容量的主要因素。风电导致系统出现谐波的原因主要有两个：一是风力发电机本身配备的电力电子装置可能产生谐波；二是是风力发电机并联补偿的电容器能和线路电抗产生谐振。
发电机自身发生的谐波是可以忽略不计的，谐波电流的主要来源是电力电子元件，谐波干扰的程度决定于变流装置以及滤波系统的结构状况。而固定转速风电机，在正常持续运行过程中，几乎没有电力电子元件参与工作，所以不会产生谐波电流。实际中要考虑谐波影响的是变速恒频风电机组，其在运行过程中变流器一直处在工作状态。
2 改善风电并网影响的措施
2.1 利用静止无功补偿器和超导储能装置改善系统稳定性
静止无功补偿器可以平滑快速地调节无功补偿功率的大小，提供想要的电压支撑，善系统的整体运行性能。在风电场的出口安装静止无功补偿器，按照据风电场接入点电压的偏差量来动态调整控制补偿的无功功率，可以稳定风电场节点电压，有效降低风电功率波动对电网电压的影响。
超导储能装置是柔性交流输电系统技术的新方向，具有有功和无功功率综合调节能力，可实现对风电并网系统电压和频率的同时控制。超导储能装置可以随意地调节有功和无功功率，跟踪系统电气量的波动，为系统提供功率补偿。把超导储能装置装置安装在风电场出口，可以充分利用其调节功能，减少风电场输出功率的波动，有效稳定风电场电压。作为一种有源的补偿装置，同静止无功补偿器对比，存在无功功率补偿量对电压的依赖程度小的优点，在低电压时补偿效果更好。
2.2 利用源滤波器、动态电压恢复器改善电能质量
抑制电压波动和闪变可采用源滤波器、动态电压恢复器装置。
源滤波器利用现代电力电子技术及数字信号处理技术，是一种的新型谐波治理设备。它可以生成与电网谐波电流极性相反、幅值相等的补偿电流注入电网，补偿或抵消电力谐波。
动态电压恢复器是在电源和敏感负载中间插入一个随意相位、幅值的电压，可以用于补偿电网中的电压跌落、闪变和谐波等问题。在电源电压畸变的时候，改变动态电压以达到恢复电压的目的。
3 结语
风电作为一种新型绿色能源，其有着显著的经济优势。风电并网对电力系统的运行成本、稳定性、电能质量、电网功率等有着很大影响。为了最大限度地降低风电并网给系统带来的不利影响，必须利用先进装置，优化电网结构，引进先进技术，只有这样，才能保障电力系统的平稳运行。
参考文献：
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[3]黄德琥，陈继军，张岚.大规模风电并网对电力系统的影响[J].广东电力，2010（23）：27-30.
论文作者:崔亚婕,刘洋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/30
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