摘要：风相比常规能源而言，具有发电成本低、清洁性、可再生、随机性和间歇性的特点，由于风电机姐出力具有的随机性和间歇性，导致风电并网后，对电网稳定性和电压质量有着较大的影响，同时给电力系统调度运行也带来了不小的挑战。本文就风电并网对电力系统调度运行产生怎样的影响展开谈论。
关键词：风电并网；调度运行；影响
随着风电发展速度的加快，风电场的规模日益扩大，并网后对电力系统调度运行的影响也越来越突出。
一、风电规模和发展状况
国家可再生能源中心根据相关重点企业及行业咨询机构数据分析，2017年上半年风电增速趋缓，新增装机预计在550万千瓦左右，6月份新增装机将继续保持在80万千瓦左右，预计风电累计装机将突破1.54亿千瓦。
从新增装机情况来看，2017年上半年中东部地区风电建设提速，新增装机主要集中在河南、江西、湖北、江苏、广西五个地区。预计上半年中东部地区新增装机将超过300万千瓦，在全国新增装机占比超过50%。受弃风限电影响和风电投资监测预警机制约束，“三北”地区风电建设增速明显放缓。预计今年上半年宁夏、甘肃等地将无新增装机，山东、河北和青海等地成为“三北”地区新增装机的主力。
2017年上半年弃风电量和弃风率较去年同期出现双降，风电产业发展质量持续提升，预计全国弃风电量较去年同期下降25%左右，弃风率预计较去年同期下降5个百分点。
二、并网方式
当前主要的风力发电机组并网方式包括：
1.直接并网：此并网方式在并网的瞬间存在短路现象从而使并网失败，所以一般只有在与大电网并网时才用。
2.准同期并网：此并网方法对电力系统的影响不大，尤其适用于电网容量只超过数倍风力发电机组的情况。
3.降压并网：为实现降压，一般要配置高电阻器及电抗器，这使得发电机组并网成本增加，且伴随着发电机组容量的扩大而迅速增加，所以，这种并网方式只适用于容量较小的风力发电机沮。
4.软并网技术：（1）发电机与系统之间基于双向晶阐管实现联通；（2）电力系统和风力发电机采用软并网过渡模式，通过零转差自动并网开关对连接状态进行控制。这种并网是一个平稳的并网过程而不会出现冲击电流，是目前风力发电机组普遍采用的并网方式。
三．风电并网对电力系统调度的影响
电网调度是现代电力系统正常运行的中枢，由于风电并网的影响，电网调度也发生了相应的变化，但现有管理模式不够完善，风电并网的主体承担机构间的认知不够，风电并网会损坏电网运行稳定性。
风电并网对调度运行的影响主要体现在对电能质量、电压调控和无功管理的影响，对发电计划制定和电网运行性能的影响，以及对全网稳定性的影响。
1 对电能质量的影响
一是风速变化、湍流以及风力机尾流效应造成的紊流，会引起风电功率的波动和风电机组的频繁启停，风机的杆塔遮蔽效应使风电机组输出功率存在周期性的脉动；二是软起动并网时，由软起动装置引起的各次谐波；三是风电经AC／DC／AC并网时，由于脉宽调制变换器产生的谐波。
2对电压和无功的影响
随着接入风电容量的增大，风电场从系统中吸收的无功功率逐渐增大，如果系统不能提供充足的无功，网内相关节点电压会逐渐降低。
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风力发电对电网电压的影响主要有慢的（稳态）的电压波动、快的电压波动（闪变）、波形畸变（谐波）、电压不平衡（即负序电压）、瞬态电压波动（电压跌落和凹陷）等。
3 对发电计划制定的影响
简单来讲，人们一般依据负荷的可预测性和电源的可靠性来制定当期发电计划，此外，电力系统体系繁杂，众多不可确定性因素都会对系统稳定运行带来影响，尤其风电并网后，系统稳定性控制更加复杂，若把风电场视为电源，则可确保其稳定性；但考虑到风电场出为波动较大，若把风电场视为负荷，则其难以预测。
4 对电网调度运行的影响
地区负荷特性往往与风电场风电功率特性相反，或称之为风电的反调峰特性，导致大规模风电接入后往往会增加电网调度的难度，需要电网留有更多的备用电源和调峰容量，这必将给电网带来附加的经济投入，增加电网运行的费用。
5对全网稳定性的影响
若地区电网较弱，则风电机组在系统故障清除后无法重新建立机端电压，风电机组运行超速失去稳定，就会引起地区电网稳定性的破坏。
四、风电并网时，电力系统调度可采取的措施
由于风电机姐出力具有的随机性和间歇性，为保障风电大规模并网后电为系统的稳定性，电网调度部门可制定出当期发电计划、调峰调压方法、检修计划及事故处理方案等。
1.发电计划
在前瞻性地掌握了风电变化规律后，对制定切实可行的调度计划，缩减风电并网冲击，维系电力系统稳定性在现实控制体系中，应预留旋转各用容量，应对突发扰动。
2.调峰、调压
在风电场中安装一定容量的无功补偿装置（如并联电容器组）来提高风电场并网点的电压水平，另外，加强网架结构、采用具有电压无功控制能力的双馈变速风电机组，都可以更好地改善风电接入地区电网的电压水平与电压稳定性 。
3.检修计划
常规大小的风电场往往需匹配较大数量的风力发电机，单个发电机的停摆及开启，并不会对风场发电产生明显作用，所以若某个发电机需要检修，即可直接审批通过检修计划。部分风电场设计中，并网线、升压变、机组群与升压站的联络线具有较大的功率差值，此时就应依据现实情况与特点，进行充分的潮流及稳定计算分析，继而获得单次最大启停发电机数量，保证电网稳定运行。
4.事故处理
风电场运行过程一旦出现事故，调度部口应及时制定应对措施，若有必要，可对风电场实施解列，以弱化连锁风险。待风险处理后，应尽快执行风电并网，是风电场作业正常执行。此外，事故处理过程中，调度部口还应加强风电场监管，缩减事故处理过程中再次发生的风险。
五、总结
风能有着间歇性和随机性的特点，大规模的风电并入电网将对电网的规划建 设 、运行调度 、分析控制 、经济运行和电能质量等产生一定的影响。风电场的大规模建设，给电网调度运行都带来了巨大挑战，需要电力系统研究机构与电网运行部门密切合作，深入研究，高度重视大规模风电并网问题，提出合理有效的技术方案，以确保大规模风电并网后电力系统运行的安全性与稳定性。
参考文献：
[1]迟永宁，李群英，李琰，王真，石文辉，王跃峰.大规模风电并网引起的电力系统运行与稳定问题及对策[J].电力设备，2008，（11）：16-19.
[2]邱柳青，曾鸣.我国风电并网障碍及应对策略分析[J].华东电力，2011，39（09）：1410-1414.
论文作者:任财旗
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
标签：风电论文; 电网论文; 电压论文; 电力系统论文; 稳定性论文; 装机论文; 风电场论文; 《电力设备》2017年第26期论文;