风电和光伏发电接入电网的电压稳定及控制策略分析

1、风电和光伏发电接入电网的电压稳定及控制策略分析摘要：随着风电和光伏发电技术的应用，也在一定程度上解决了这一困境与 问题，因为功能和风能均属于可再生能源，这样不仅累，电力事业的发展提供更 多的资源与条件，也降低了不可再生资源的消耗，从而达到促进国家可持续发展 的目的，为此本文特对风电和光伏发电接入电网的电压稳定及控制方法进行研究， 以供参考。关键词：风电；光伏发电；电网；电压稳定；控制引言国家的建设与生产中均离不开电网系统的支持，换而言之电网系统的把握着 整个国家平稳发展的命脉，而且也能够为国家的发展奠定扎实的基础，同时，人 们的生产与生活也离不开电网系统的支持，也正是因为如此，每一个国家均会投

2、 入大量的金钱、资源用于生产电能，使电网系统可以稳定运行。1.风电/光伏发电接入后动态与静态稳定性的分析1.1风电/光伏发电接入后静态稳定性分析直观的基于传统物理数学概念的两种定性曲线分析方法我们分别是根据：“发电机-输电线路-负荷”两个模型分别得到的一个pv直点曲线和到的 vq直线曲线；这是属于最直观的定性分析方法。基于动态功率分析方程的传统 静态功率分析方法主要类型有最大运动功率法、灵敏度系数分析法、潮流多项式 解分析方法与基于雅可比法的矩阵奇异性分析方法。上述系统电压稳定响应分析 方法是一种科学确定性强的分析方法，即在一种给定的系统电压运行条件状态 （网络拓扑、功率电流输出、盲功率电流补

3、偿等）下，可以直接确定特定过载负 荷电流增长速率模式下的系统电压稳定响应裕度，这对于研究分析在一定系统运 行状态条件下的系统电压运动稳定性和电压响应速度性能以及补偿控制措施应用 具有重要指导意义。但是，电力系统本质上仍然是一个不确定性的系统，元件发 生故障、负荷压力水平、风电和光伏风力发电都可能具有很大不确定性，电力系 统预测电压波动失稳的应力概率分析不能仅通过具有确定性的预测电压波动稳定 性数值分析方法来进行确定，为了有效弥补上述测量方法的不足，国内外测量专 家和相关科学家将概率分析计算方法与电压应力稳定数值分析相有机结合，建立 了基于电力系统预测电压波动稳定性的应力概率数值评估分析模型。1

4、.2风电/光伏发电接入后动态稳定性分析随着大型风能/光伏电站并网机组规模的逐步快速发展，重大设备故障对 大型风电并网机组（包括光伏电站）设备并网时高电压运行稳定性的直接影响也 越来越明显。电网的大量无功功率将被大型风电并网机组直接吸收，从电网无线 有功功率控制器的应用角度分析来看，这将进一步大大降低电网供电量，危及电 网相邻地区风电场的安全稳定正常运行。从各种无效有功电压调节保护设备的应 用角度分析来看，在高风电（光伏）和高压低传导电压负载的应用情况下，由于 不同运行系统故障或不同无功功率补偿控制器操作协调不当，可能会直接导致不 同无效有功电压欠功率补偿或无功补偿操作过度，还有有可能会同时发生

5、无功电 压波动跃变等异常情况，并最终可能导致用于风机/光伏风力发电厂应用领域 的光伏发电机组和建设中的发电控制单元保护设备因高、低电压负载保护系统动 作的影响连锁中断脱网发生事故。2.风电/光伏发电接入电网的电压控制策略2.1对风电/光伏发电设备的控制进行调节如果一个并联补偿电容器中元组件的数量相对较少，补偿器的容量可能会随 着时间增加，对我国电网的运行影响较大；如果各种并联后的电容器及其组成的 数量相对较多，这将大大增加各种组的经济使用成本，因此要求相应的机电工程 设计团队必须根据实际使用情况及时调整并联电容器，特别是在利用风电或光伏 风力发电的材料产量价格波动显著大幅增加的实际情况下，更应

6、该采用一种相应 的具有效率高的电容器，因为这样不仅它就可以有效地准确保证所有供电控制系 统的连续电压自动调节达到要求，而且它还可以有效促进所有无线低功交流补偿 供电装置的连续电压调节。2.2控制接入电网的电压分层模型对风力，光伏发电电压控制策略的制定中起着关键作用的是对电压进行分层 模型控制。电压模型的控制与调节设备的特性的联系具有紧密性。因此，相关研 究团队分析电压模型必须根据控制装置的特性来展开，并且制定合理的风能和光 伏发电的分级控制措施来进行预测数据预测。通常而言，分层电源电压模型从两 个方面考虑。第一个分析对象是电网系统中的电容器和变压器设备。由于电网在 运行中两个电厂的设备运行时间

7、都比较长的，效率低，并且相应的人员无法持续 调节和控制设备。因而工作人员在对风电、光伏发电电网系统中电压进行控制措 施制定的时候，会参考和使用两种设备的基础调节量。但是电压偏差较小的对象 会通过相关人员对功率数据的了解所控制，从而使电网的整体工作水平上升。第 二个分析对象是风电场、光伏发电厂和动态控制装等设备。在电网系统的日常运 行中，微调装置功能将从这三部分更好地体现出来，可以有效地控制无功电压。 当电压在系统中运输时，电压稳定程度将通过三这之间的稳定性提升将有效提高， 同时还能控制和改变动态无功调压器的效率，进而提高无功出力的效率和质量。 如果合适的团队结合先进有效的控制技术，分级模型不仅

8、可以得到科学的控制与 调整，而且可以有效地提高风电和光伏电网的运行水平与运行能力。分级光伏电 压控制模型策略控制在研究制定光伏风力发电和光伏水力发电的分级电压模型控 制策略中也同样起着一个关键作用。一般的国际电网系统电压管理分层分析模型 基于两个主要方面：第一个电压分析的研究对象主要是国际电网系统中的交流电 容器和直流变压器供电设备。由于光伏电网在实际运行中通常是两个不同电厂而 在运行整个过程中，时间比较长，相应工作人员不能连续同时控制风电、光伏电 站并网时的电压，所以这两类发电设备将不能作为基本装备设置和未来设备供电 网工作人员随时进行操作参考。然后动态控制组根据电网相应的光伏电力监测数 据

9、实时显示动态控制室的低压运行对象，以初步确定整个光伏电网的低压运行能 力水平；第二层装置是光伏风电场、光伏风力发电厂和电网动态控制室该装置可 以分析低压对象。在我国电网系统的日常维护运行中，这三个小部分将不仅能更 好地充分体现出对微调电压装置的控制功能，对盲目电压控制和逆变电压在电网 应力快速传递运动过程中也能起到一定的抑制作用。如果合适的团队将先进的控 制技术与之相结合，不仅可以为分级模型的控制提供有利条件，而且还可以有效 地提高风电和光伏电网的运行水平。总结综上所述，风电/光伏风力发电技术作为我国新能源推广使用的典型代表， 设想能够让其真正改变现状，发挥真正的应用价值，不仅仅需要对我国风电/ 光伏风力发电的基本原理作用进行深刻的理论剖析，还要对我国风电/光伏风 力发电如何接入国际电网的能源电压稳定及风电控制系统方法效应进行深入研究 与实践探索。这样我们