風(fēng)力發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響

胡君杰（揚(yáng)州大學(xué)水利與能源動(dòng)力工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州，225009）

?

風(fēng)力發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響

胡君杰
（揚(yáng)州大學(xué)水利與能源動(dòng)力工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州，225009）

大型風(fēng)電場(chǎng)在接入地區(qū)配電網(wǎng)后，對(duì)配電網(wǎng)的電壓有著嚴(yán)重的影響，主要影響因素有風(fēng)場(chǎng)的類型、接入位置和出力大小等等。本文對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的無功補(bǔ)償和有功功率進(jìn)行了分析，并對(duì)影響配電壓的因素做出了相關(guān)的闡述。

風(fēng)力發(fā)電；配電網(wǎng)；電壓

1　無功補(bǔ)償?shù)挠绊?/h2>

普通異步發(fā)電機(jī)需要從系統(tǒng)吸入無功，而不能自主的發(fā)出無功。所以風(fēng)電場(chǎng)無功補(bǔ)償系統(tǒng)對(duì)電壓的影響就比較嚴(yán)重。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)的出力不斷增加時(shí)，其電壓就會(huì)持續(xù)的下降，直到風(fēng)電場(chǎng)一段的電壓下降到一定限制后，就會(huì)影響風(fēng)電場(chǎng)的正常運(yùn)行；無功補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償了風(fēng)電場(chǎng)中對(duì)無功的需求，保證風(fēng)電場(chǎng)出力可以在一定范圍內(nèi)，降低了線路的損耗，使風(fēng)場(chǎng)出現(xiàn)電壓和接入前相比有所提高；隨著風(fēng)電場(chǎng)出力的不斷增加，功率會(huì)出現(xiàn)到送的現(xiàn)象，導(dǎo)致電壓不斷抬高，從而產(chǎn)生電壓波動(dòng)、閃變的等問題出現(xiàn)，而這些問題也會(huì)影響風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。根據(jù)上述分析，風(fēng)電場(chǎng)在補(bǔ)償無功時(shí)應(yīng)該根據(jù)真實(shí)的情況進(jìn)行合理的補(bǔ)償方式。

2　有功功率影響

對(duì)于相同的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和符合，風(fēng)電場(chǎng)在安裝過程時(shí)會(huì)選擇相同的地點(diǎn)，考慮到風(fēng)電場(chǎng)在運(yùn)行的實(shí)際情況，假設(shè)風(fēng)電場(chǎng)無功補(bǔ)償是充足的，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的有功出力進(jìn)行改變，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

風(fēng)電場(chǎng)在接入之前只對(duì)接入點(diǎn)線路的電壓有比較明顯的支撐作用，但是對(duì)其他線路的電壓影響就比較小。比如像節(jié)點(diǎn)17、27的電壓在風(fēng)場(chǎng)沒有接入之前，其電壓幾乎已經(jīng)接近了最低值，但是在風(fēng)場(chǎng)接入后也沒有明顯的改變；除這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)外，其他節(jié)點(diǎn)電壓都是隨節(jié)點(diǎn)1的變化而變化。應(yīng)此可以選擇相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)接入后電壓影響情況進(jìn)行進(jìn)一步的分析，并得到圖4、5數(shù)據(jù)圖。

風(fēng)場(chǎng)的投入對(duì)該線路中各節(jié)點(diǎn)的電壓有著明顯的支持作用，并且支持作用和風(fēng)場(chǎng)出力情況呈現(xiàn)正比，說明風(fēng)場(chǎng)出來增加則支撐作用也隨著增加。出現(xiàn)這種原因，是因?yàn)轱L(fēng)場(chǎng)在接入的初始階段，由于出力比較下，所以僅能輸送功率，導(dǎo)致該線路由外網(wǎng)輸送的潮流也會(huì)降低，那么損耗就會(huì)減少，這時(shí)線路損耗減少要大于風(fēng)電場(chǎng)的損耗，因此各節(jié)點(diǎn)的電壓提升情況會(huì)有所不同。隨著風(fēng)電出力的不斷有提升，風(fēng)電場(chǎng)的功率會(huì)逐漸大于該線路的負(fù)荷所需要的功率。這時(shí)風(fēng)電場(chǎng)就可以通過該線路像其他線路傳輸功率，輸送功率的持續(xù)增加，線路的損耗隨著也會(huì)增加，風(fēng)場(chǎng)對(duì)電壓的支撐作用就會(huì)下降，此時(shí)風(fēng)場(chǎng)無功補(bǔ)償裝置就會(huì)發(fā)揮作用，風(fēng)場(chǎng)出力增加則風(fēng)場(chǎng)出線電壓也會(huì)隨著增加，通過兩者之間的相互作用，促進(jìn)該線路中各節(jié)點(diǎn)的電壓可以持續(xù)增長(zhǎng)。需要注意的是，風(fēng)場(chǎng)附近的節(jié)點(diǎn)，往往支撐效果最明顯。隨著風(fēng)場(chǎng)出力的減少，這時(shí)電壓會(huì)沿饋線方向逐漸降低；同樣的，風(fēng)場(chǎng)出力不斷加強(qiáng)，電壓也會(huì)隨著該方向增加。

不同的節(jié)點(diǎn)在接入風(fēng)電場(chǎng)后，其電壓會(huì)產(chǎn)生明顯的變化，特別是在末端的節(jié)點(diǎn)，該處電壓的變化情況更大，隨著風(fēng)電場(chǎng)有功出力的不斷增加，電壓變化最大的可達(dá)到5.158%。而此時(shí)一旦分電場(chǎng)的運(yùn)行中斷，則電壓的變化會(huì)更大，并且電能質(zhì)量也會(huì)受到影響，而相同節(jié)點(diǎn)的波動(dòng)值會(huì)隨著風(fēng)場(chǎng)功率的變化而變化。在進(jìn)行分析后，可以得出，風(fēng)電場(chǎng)接入后，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓都會(huì)產(chǎn)生變化，因此在電場(chǎng)建立的初期應(yīng)該對(duì)這一影響因素進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)的措施。

3　接入位置影響

3.1單個(gè)節(jié)點(diǎn)

即使風(fēng)電場(chǎng)的功輸是一定的，但是由于接入的位置不同，則產(chǎn)生的電壓影響也會(huì)有所差異性；而配網(wǎng)容量一定時(shí)，則節(jié)點(diǎn)在接入點(diǎn)附近的電壓會(huì)產(chǎn)生更大的影響，這也說明在對(duì)電壓進(jìn)行改善是也會(huì)更加容易；因此在選擇接入節(jié)點(diǎn)的位置時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)的研究，這是因?yàn)殡S著電場(chǎng)功力的增長(zhǎng)，其支撐作用也會(huì)不斷加大，這是節(jié)點(diǎn)處的電壓可能會(huì)高于限制的電壓，風(fēng)電場(chǎng)如果出現(xiàn)停止運(yùn)行的情況，會(huì)對(duì)電壓產(chǎn)生過大的影響。就電壓變化率降低而言，分布式的發(fā)電并不能滿足末節(jié)點(diǎn)接入，這時(shí)就可以選擇中間位置的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行接入。通過分析，我們可以發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的接入位置也是導(dǎo)致配電網(wǎng)對(duì)壓力產(chǎn)生影響的原因之一。

3.2分散注入

通過上述分析，風(fēng)電場(chǎng)的支持僅僅是對(duì)接入點(diǎn)處的線路有所作用，對(duì)于其他節(jié)點(diǎn)的作用則沒有明顯的作用。比如在圖數(shù)據(jù)中，在節(jié)點(diǎn)5處進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)接入，節(jié)點(diǎn)17的電壓就沒有明顯的變化，甚至這時(shí)的電壓已經(jīng)接近最低值。然后就節(jié)點(diǎn)17為主，嘗試不

同的接入方法，然后對(duì)比分析，并進(jìn)行仿真計(jì)算。當(dāng)然在接入電場(chǎng)前，應(yīng)該保持不同電場(chǎng)的總出力是一定的， 記錄相關(guān)數(shù)據(jù)后，得出相關(guān)的數(shù)據(jù)。

上述數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)A、B電場(chǎng)同時(shí)接入后：節(jié)點(diǎn)1處的電壓和另外兩種接入方式相比，電壓有了明顯的提高，也可以得出，其他節(jié)點(diǎn)的電壓也會(huì)產(chǎn)生較高的變化；而在節(jié)點(diǎn)17中，電壓提升的情況和單獨(dú)接入風(fēng)場(chǎng)B相比會(huì)有所降低，但是和單獨(dú)接入風(fēng)場(chǎng)A相比則有所提高；而節(jié)點(diǎn)3也可以得到相似的結(jié)論。所以，總出力一定時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)分散注入會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的電壓支撐有更好的效果。

4　結(jié)論

本文主要是對(duì)風(fēng)電發(fā)電過程中對(duì)配電網(wǎng)電壓所產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析，并得出了不同影響因素所產(chǎn)生的效果。認(rèn)為無功補(bǔ)償、功率和接入位置都是導(dǎo)致壓力發(fā)生變化的因素。在風(fēng)電場(chǎng)中，如果沒有無功補(bǔ)償設(shè)備則會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的電壓產(chǎn)生較大影響，因此在風(fēng)電場(chǎng)前期必須配置相應(yīng)的配置，保證風(fēng)電場(chǎng)在靜態(tài)狀態(tài)下可以對(duì)電壓的穩(wěn)定性進(jìn)行提高。

［1］ 梁景芳，高厚磊，武志剛，劉淑敏.風(fēng)力發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響［J］.高科技與產(chǎn)業(yè)化，2009，04：82-86.

［2］ 李欣然，惠金花，錢軍，李培強(qiáng)，熊志榮，謝彬. 風(fēng)力發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)側(cè)負(fù)荷建模的影響［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，13：89-94.

［3］ 陸以軍.風(fēng)電接入對(duì)配電網(wǎng)的影響及對(duì)策研究［D］.山東大學(xué)，2010.

Influence of wind power generation on distribution network voltage

Hu Junjie
（School of water conservancy and energy engineering，Yangzhou University，Yangzhou Jiangsu，225009）

Large scale wind farm has a serious influence on the voltage of distribution network after accessing to the distribution network.The main influencing factors include the type of wind field，the access position， the output power and so on. In this paper，the reactive power compensation and active power of wind farm are analyzed，and the factors that affect the distribution voltage are described.

wind power generation；distribution network；voltage