风电并网对电力系统电压稳定性的影响

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 风电并网对电力系统电压稳定性的 影响 【摘 要】风电作为一种绿色低 碳的可再生能源，最近几年时间内发展 非常迅速。风电场向电网中提供有功功 率的同时，还从电力系统中吸收了相当 一部分的无功功率，因此大量的风电机 组并网运行造成了电力系统电压质量下 降。本文简要介绍了风力发电的现状， 分析了风电并网对电力系统电压稳定性 影响的原因，并提出了一种抑制电压波 动的方法。 中国论文网 /8/view-12928119.htm 【关键词】电力系统；风力发电； 电压稳定；风电并网 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 【Abstract】Wind power as a renewable energy source， this year has been rapid development.Wind farm active power delivered to the power system，but also a large number of reactive power absorbed from the system，which makes large-scale wind power grid run had a profound impact on the power system voltage stability.This article describes the status of wind power，analysis the reason power system voltage stability problems caused by wind power grid- connected，and gives a way that makes voltage fluctuations law. 【Key words】Power systems；Wind power；Voltage stability；Wind power grid 0 引言 环境恶化、资源短缺已经成为人 类生存和发展的挑战，而发展包括风能 在内的可再生能源t 是应对挑战的重 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 要策略1。目前，风力发电在全球已经 得到了迅速的发展。风能资源作为一种 绿色低碳的可再生能源，对改善能源结 构、减少碳排放等方面具有很好的帮助 作用，是以后清洁能源利用的一个方向。 如图 1 所示，截止到 2015 年，全球风 力发电机组的总装机容量达到 432.9GW，年平均增速达到 27.8%，风 能的利用已经成为全球发展最快的清洁 能源利用方式。 当前，由于资源短缺及环境污染 等多方面的原因，许多国家都很重视绿 色低碳资源和可再生能源的研发和使用， 在此大环境下，风力发电技术取得了快 速的发展。随着风力发电机组并网数量 的不断增加，对电网的稳定运行带来的 不利影响也逐渐显现出来。 1 风力发电的发展 1.1 风电在中国的发展 2015 年中国大陆地区，有 30.56GW 容量的风电机组并网运行。中 国风力发电市场在历经多年的快速增长 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 后正步入稳健发展期。国家能源局在 2020 年能源需求预测的基准计划中提到， 2020 年风电装机目标是 2.1 亿千瓦，平 均每年新增装机预计在 42GW，年均复 合增速在 10.9%。我国风力发电机组装 机容量继续保持世界风力发电装机容量 第一的地位。 1.2 风电的发展趋势 随着风力发电的规模越来越大， 我们对风力发电技术的要求也越来越高。 未来风力发电技术的发展趋势是：继续 提高风力发电机组的单机容量，提供风 能的利用率；继续增大风力发电机组的 桨叶尺寸，使其具有更大的捕捉风能的 能力；继续提升塔架高度，使其在 50 米高度捕捉的风能要比 30 米高处多 20%； 将变浆距离调节方式迅速取代失速功率 调节方式；继续增大海上风力发电技术 的研发投入。2 2 风电机组的并网运行 风力发电机组的并网运行，是将 风力发电机组发出的电送入电网，通过 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 电网中的输电线路把电能输送到千家万 户，这就解决了风力发电的不连续、电 压和频率不稳定及电能的储存等问题。 2.1 并网运行的方式 风力发电机组并网运行分为恒速 恒频并网运行和变速恒频并网运行两种 方式。其中恒速恒频并网运行方式目前 已普遍采用，具有简单、可靠的优点， 但是对风能的利用不充分3。目前大部 分国内风力发电机组的属于水平轴恒速 恒频发电系统，如图 2 所示。这种类型 的风力发电机组的转速随风速的变化的 影响小，可看做保持恒定转速下运行。 2.2 风电机组并网运行的特点 我国风能资源往往分布在偏远地 区，因此距离电厂及用电负荷中心较远。 风力发电与传统能源的发电具有以下特 征：风速不是稳定不变的，因此风电机 组发出的电能也是随风速波动，电能输 出也就会不稳定；风电机组中的发电机 形式多样，可以是异步发电机、同步发 电机或是双馈感应发电机，因此，无功 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 功率特性复杂，产生电网电压偏差；风 能为不连续能源，风电场的有功功率和 无功功率将随风速变化，风电场的输出 功率波动范围大。4 3 对电压稳定性的影响 目前，风力发电机组多采用异步 发电机，发出有功功率的同时也从电网 中吸收无功功率，其无功功率需求不是 恒定不变的，这就对电网的稳定运行带 来了不利影响，同时也造成了电网的电 压的不稳定。由于风电场所处地区偏远， 电网负荷较小，风力发电机组的并网改 变了系统中原来的潮流分布，随着风电 在电网中的比例增加，对电网电能质量 的影响也随之增大。5 3.1 电压稳定 电力系统的电压水平是系统无功 功率供需平衡情况的具体表现。无功功 率的传输不但产生很大的有功损耗而且 延传输途径有很大的电压降落。由于无 功功率的供需分布关系各异，同一时刻 中不同点的电压高低各异，系统中各点 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 的电压调节