風(fēng)力發(fā)電對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響及控制

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，伴隨而來(lái)的是一系列的環(huán)保問(wèn)題，為了加強(qiáng)國(guó)家環(huán)保建設(shè)，節(jié)省能源消耗，新能源風(fēng)力發(fā)電取得了明顯的進(jìn)步，尤其是近些年來(lái)，太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能等一系列新能源都得到了廣泛的應(yīng)用。風(fēng)力發(fā)電自身依靠綠色、節(jié)能的優(yōu)勢(shì)取得了良好的發(fā)展。本文首先闡述了風(fēng)力發(fā)電在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀，論述了風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行帶來(lái)的不良影響，并提出了相應(yīng)的解決對(duì)策，希望能夠促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電和電網(wǎng)運(yùn)行之前的協(xié)調(diào)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；電網(wǎng)運(yùn)行；影響；對(duì)策

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）15-0044-02

前 言

隨著新能源行業(yè)的崛起，風(fēng)力發(fā)電引起了社會(huì)各界的重視，風(fēng)電發(fā)電規(guī)模在全網(wǎng)容量中的比重越來(lái)越大，常規(guī)電源控制能力和發(fā)電技術(shù)被明顯削弱，但風(fēng)力發(fā)電某些功能還不夠完善，在發(fā)電運(yùn)送過(guò)程中容易產(chǎn)生這樣那樣的問(wèn)題，因此，有必要加大對(duì)風(fēng)力發(fā)電的研究，選擇相應(yīng)的措施，避免風(fēng)力發(fā)電對(duì)電網(wǎng)造成阻礙，盡可能的利用風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)電力實(shí)業(yè)的進(jìn)步，降低發(fā)電成本，保護(hù)環(huán)境，取得資源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

1 我國(guó)風(fēng)力發(fā)展的現(xiàn)狀

風(fēng)力發(fā)電在我國(guó)的起步很早，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)和火力發(fā)電和水力發(fā)電并稱為我國(guó)的三大新能源，從當(dāng)前發(fā)展的實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研發(fā)水平還不高，大部分都是依賴國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，或者對(duì)國(guó)外的風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行改造和吸收而來(lái)的，自主科技水平含量較低。從20世紀(jì)50年代至今，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電呈現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展?fàn)顟B(tài)，在2009年已經(jīng)達(dá)到世界第二的地位，可見(jiàn)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的速度迅猛。但是從風(fēng)力發(fā)電和電網(wǎng)運(yùn)行的矛盾來(lái)說(shuō)，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電和電網(wǎng)運(yùn)行還不協(xié)調(diào)，主要有以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：①風(fēng)力發(fā)電建設(shè)和電網(wǎng)的建設(shè)節(jié)奏存在矛盾，風(fēng)力發(fā)電還需借助火力或者水力發(fā)電運(yùn)輸網(wǎng)來(lái)傳輸自己。②過(guò)渡的側(cè)重對(duì)資源的規(guī)劃，缺少對(duì)運(yùn)輸電網(wǎng)科技含量的投入。③整個(gè)風(fēng)力發(fā)電和電網(wǎng)運(yùn)行之間存在不匹配的矛盾。這些都是當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

2 風(fēng)力發(fā)電對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響分析

風(fēng)力發(fā)電對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響有很多，短路電流安全系統(tǒng)直接關(guān)系著風(fēng)力發(fā)電的系統(tǒng)運(yùn)行順暢與否，閃變現(xiàn)象直接影響著輸電質(zhì)量，電網(wǎng)調(diào)度是用電安全的基礎(chǔ)，本文主要探討風(fēng)力發(fā)電對(duì)短路電流的影響，對(duì)閃變的影響和對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的影響。

2.1 風(fēng)力發(fā)電對(duì)短路電流的影響

風(fēng)力發(fā)電對(duì)電網(wǎng)的直接影響就是改變接入點(diǎn)的短路電流場(chǎng)，一般短路電流場(chǎng)中很少使用同步電機(jī)，當(dāng)電機(jī)接入電網(wǎng)就會(huì)增加短路電流，改變短路電流特性。在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行短路分析時(shí)候，必須考慮風(fēng)力發(fā)電對(duì)電網(wǎng)短路容量的影響，如果短路容量過(guò)大就有可能超過(guò)電網(wǎng)保護(hù)裝置的容量限制。因此，在風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量必須看是否超過(guò)額定容量，還要考慮變壓器、母線、線路等裝置，看是否需要更換零件，在故障情況下也要能夠保證風(fēng)機(jī)保護(hù)系統(tǒng)和電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)互相協(xié)調(diào)，減少對(duì)電網(wǎng)的負(fù)面影響。

2.2 風(fēng)力發(fā)電引起閃變

風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)后必然會(huì)引起電壓的波動(dòng)，繼而引起閃變現(xiàn)象的發(fā)生，隨著風(fēng)力場(chǎng)容量的增大，閃變問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。閃變是對(duì)電能質(zhì)量衡量的重要指標(biāo)，可以反應(yīng)燈光照度波動(dòng)的主觀視感。風(fēng)力發(fā)電引起閃變主要是因?yàn)楣β什▌?dòng)、風(fēng)力機(jī)組在切入風(fēng)時(shí)的啟動(dòng)、停機(jī)等操作原因，評(píng)估閃變的方法主要是閃變值Pst和長(zhǎng)期閃變值Plt，在計(jì)算短期間的閃變還要考慮電壓波動(dòng)引起的白熾燈照度變化，考慮眼腦對(duì)波動(dòng)的視感，考慮長(zhǎng)時(shí)間閃變強(qiáng)弱的量值，原則上，在風(fēng)力電場(chǎng)接入電網(wǎng)之后，其閃變值應(yīng)控制在一定的范圍之內(nèi)。

2.3 影響電網(wǎng)調(diào)度和安全

我國(guó)幅員遼闊，風(fēng)力資源相對(duì)分散，在很多風(fēng)力資源豐富的地區(qū)電網(wǎng)一般薄弱，負(fù)荷較小，會(huì)約束風(fēng)力發(fā)電的電網(wǎng)調(diào)度，最終影響電源電壓，給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)很大不便，因此必須調(diào)整電網(wǎng)潮流分布，但是這樣會(huì)影響到電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)電壓。風(fēng)能本身所具有的間歇性和控制難等問(wèn)題，也會(huì)導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行出現(xiàn)波動(dòng)，加上網(wǎng)后風(fēng)電場(chǎng)自身的反調(diào)節(jié)作用，更是會(huì)加大調(diào)峰容量和備用電源的容量，這樣又給調(diào)度工作帶來(lái)影響。除此之外，風(fēng)電機(jī)組還會(huì)和電網(wǎng)末端連接在一起，從而改變配電網(wǎng)功率流動(dòng)的單向性，也會(huì)增加風(fēng)電場(chǎng)周圍電網(wǎng)的運(yùn)行安全，讓電網(wǎng)超出規(guī)定范圍，有時(shí)候還會(huì)引起電壓崩潰，而風(fēng)力發(fā)電在運(yùn)行過(guò)程中注入的新電量，又會(huì)重新感染電網(wǎng)的頻率，影響電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定，導(dǎo)致短路問(wèn)題，從而對(duì)開(kāi)關(guān)、母線等裝置造成損壞，從而引起電網(wǎng)運(yùn)行的安全。

3 風(fēng)力發(fā)電不良影響的解決措施

風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的不良影響嚴(yán)重影響著用電質(zhì)量，必須采用相應(yīng)的措施，本文從加強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電的安全性防范，提高風(fēng)力發(fā)電的用電質(zhì)量，規(guī)劃電網(wǎng)，解決風(fēng)力發(fā)電的調(diào)度不良三個(gè)方面入手，談?wù)劷鉀Q風(fēng)力發(fā)電不良影響的解決措施。

3.1 提高安全性的措施

對(duì)于風(fēng)力發(fā)電來(lái)說(shuō)，提高其安全措施是非常重要的，電力企業(yè)要綜合考慮各方面的因素，將風(fēng)力發(fā)電影響電網(wǎng)運(yùn)輸安全的各個(gè)因素都考慮進(jìn)去，比如運(yùn)輸方式、頻率控制、安全故障等，根據(jù)具體的情況采取有效的措施。就當(dāng)前的形勢(shì)來(lái)看，可以加大對(duì)風(fēng)力電網(wǎng)的投資力度，鼓勵(lì)創(chuàng)新，對(duì)風(fēng)力電網(wǎng)施行并網(wǎng)升級(jí)改造，提高風(fēng)力運(yùn)輸電網(wǎng)的工作效率，增加風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)關(guān)的遮斷容量，還可以安裝額外的濾波器，防止電網(wǎng)諧波，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

3.2 對(duì)供電質(zhì)量的解決措施

對(duì)于風(fēng)能的供電質(zhì)量一定要高度重視，根據(jù)實(shí)際的情況對(duì)整個(gè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，合理的調(diào)節(jié)電網(wǎng)線路，對(duì)電壓的等級(jí)和輸電方式及時(shí)改造，比如可以采用超高壓輸電來(lái)代替高壓輸電，對(duì)自動(dòng)控制裝置進(jìn)行更新，避免電能質(zhì)量受到風(fēng)力的影響。為避免風(fēng)力發(fā)電引起閃變現(xiàn)象，可以改變運(yùn)輸功率，擴(kuò)大其閃變值的閾值，避免其電網(wǎng)閃變給企業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)不良的影響。必要時(shí)，可以專門建造風(fēng)能供電電網(wǎng)，將設(shè)在偏遠(yuǎn)地帶的風(fēng)能直接通過(guò)風(fēng)能電網(wǎng)輸送出來(lái)，直接供應(yīng)人們的生產(chǎn)和生活。

3.3 調(diào)度不良解決措施

電網(wǎng)調(diào)度不良一直是電網(wǎng)研究工作的重點(diǎn)，對(duì)此，一定要加大研究力度，針對(duì)電網(wǎng)的實(shí)際情況提升電網(wǎng)對(duì)電量的接受能力。要對(duì)電網(wǎng)調(diào)度不良進(jìn)行詳細(xì)研究，保證電網(wǎng)能夠接受最大風(fēng)能的容量，并將電網(wǎng)正常運(yùn)行的各種參數(shù)做好記錄，為建設(shè)好國(guó)家風(fēng)力輸電網(wǎng)提供依據(jù)，同時(shí)也為企業(yè)提高風(fēng)力并網(wǎng)技術(shù)提供借鑒。在國(guó)家電網(wǎng)內(nèi)部，制定完善合理的風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)裝置管理制度，并培養(yǎng)專門的人才從事風(fēng)力發(fā)電調(diào)度工作，能夠科學(xué)預(yù)測(cè)風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)電功率，保證對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組起到積極的作用。

4 結(jié) 論

在新能源領(lǐng)域的發(fā)展過(guò)程中，風(fēng)力發(fā)電占據(jù)著十分重要的地位，也是我國(guó)新能源的主流。本文主要對(duì)風(fēng)力發(fā)電對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響進(jìn)行了分析，對(duì)其中的短路電流、閃變、調(diào)度和安全幾個(gè)方面進(jìn)行了分析，并提出了其改善策略。希望通過(guò)本文的研究，能夠引起電力企業(yè)對(duì)風(fēng)力發(fā)電的重視，積極思考，尋求政策，充分考慮風(fēng)力發(fā)電給人們的生活帶來(lái)的積極作用和有利影響，加大對(duì)風(fēng)電的研究力度，不斷提高風(fēng)電的科技投入，完善風(fēng)電發(fā)電的各項(xiàng)技術(shù)，保證風(fēng)電發(fā)電和其他發(fā)電形式一樣，共同我國(guó)電力事業(yè)的良好發(fā)展。

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收稿日期：2018-4-24

作者簡(jiǎn)介：邢 晨（1991-），漢族，河北尚義人，大學(xué)本科，研究方向?yàn)殡姎夤こ碳捌渥詣?dòng)化。