基于風(fēng)電不確定性對(duì)電力系統(tǒng)影響的研究

山佳敏

摘 要：目前，我國(guó)的各行各業(yè)都進(jìn)入了高速的發(fā)展時(shí)期，前期由于過(guò)分注重經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而導(dǎo)致能源的過(guò)度消耗，對(duì)生態(tài)平衡和自然環(huán)境都產(chǎn)生了不同程度的影響。目前我國(guó)的主要發(fā)展方向是以建設(shè)節(jié)能環(huán)保的綠色型經(jīng)濟(jì)為首要目標(biāo)，風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的興起也正是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要的重大變革，雖然風(fēng)力發(fā)電對(duì)生態(tài)保護(hù)上確有明顯的貢獻(xiàn)，但風(fēng)電在使用過(guò)程中的一些不確定性因素對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)也造成了一定的影響。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電不確定性;電力系統(tǒng);影響評(píng)述

引言

風(fēng)電項(xiàng)目是國(guó)家大力提倡和政策扶持的新能源項(xiàng)目，也是實(shí)現(xiàn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一。由于風(fēng)力發(fā)力存在的不確定性對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生了不穩(wěn)定因素，因此，只有充分認(rèn)識(shí)到這些不利因素產(chǎn)生的原因并加以解決，才能更好的保障社會(huì)工業(yè)生產(chǎn)和人們生活所需穩(wěn)定的電力資源。

1簡(jiǎn)述

風(fēng)力發(fā)電是一個(gè)龐大的工程項(xiàng)目，其利用自然界的風(fēng)力資源轉(zhuǎn)化為電力資源，然后這過(guò)程中會(huì)受到種種不確定因素的影響，具體表現(xiàn)在幾個(gè)方面：一是風(fēng)速的波動(dòng)性與間歇性，由于風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)所的環(huán)境特殊性，很多風(fēng)電場(chǎng)都在崇山峻嶺之間，自然環(huán)境是無(wú)人掌控的，受氣候、季節(jié)的影響，風(fēng)速時(shí)疾時(shí)緩，時(shí)大時(shí)小，特別是在臺(tái)風(fēng)天氣時(shí)更為明顯，這種波動(dòng)性特點(diǎn)就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)的電力資源不同。與此同時(shí)，某些時(shí)候無(wú)風(fēng)無(wú)云的狀態(tài)都不能帶動(dòng)風(fēng)力系統(tǒng)，自然也就無(wú)法滿(mǎn)足基本的供電需求。二是風(fēng)電具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，隨了受風(fēng)速的波動(dòng)與間歇影響之外，參與風(fēng)力發(fā)電的每一個(gè)發(fā)電單元都需要一個(gè)風(fēng)機(jī)，再由于風(fēng)力發(fā)電的環(huán)境特殊性，風(fēng)能發(fā)電設(shè)備一直處于野外，長(zhǎng)期經(jīng)受風(fēng)雨的洗禮，導(dǎo)致設(shè)備的故障幾率大，且風(fēng)機(jī)散落四處，無(wú)形中給工作人員運(yùn)維操作帶來(lái)了極大的困難，而且風(fēng)機(jī)運(yùn)維是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，所牽涉的技術(shù)較多，從電路系統(tǒng)，機(jī)械傳動(dòng)，無(wú)論是專(zhuān)業(yè)技能上還是實(shí)際經(jīng)驗(yàn)上都是巨大的挑戰(zhàn)，諸如此類(lèi)故障頻率、時(shí)間等因素都具有隨機(jī)性與不確定性。

2風(fēng)電不確定性對(duì)電力系統(tǒng)的影響

2.1 對(duì)系統(tǒng)頻率的影響

風(fēng)電的不確定性會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)頻率產(chǎn)生重要的影響，因?yàn)轭l率是衡量系統(tǒng)的重要因素之一。頻率受風(fēng)電不確定性影響主要是由于風(fēng)速波動(dòng)較大時(shí)風(fēng)電系統(tǒng)頻率會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，其性能因此而受到風(fēng)速的波動(dòng)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致系統(tǒng)頻率也發(fā)生相應(yīng)變化。所以，就需要針對(duì)風(fēng)速的波動(dòng)特點(diǎn)，總結(jié)出相應(yīng)的規(guī)律，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的頻率采取調(diào)節(jié)措施，以保證系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定和正常。

2.2 對(duì)電壓的影響

風(fēng)電的不確定性會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)電壓產(chǎn)生直接的影響，也是決定輸出電壓的關(guān)鍵因素之一。風(fēng)電功率的波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電壓波動(dòng)和閃變，導(dǎo)致電壓值忽高忽低，峰值與低谷交替出現(xiàn)。同時(shí)，風(fēng)機(jī)在大規(guī)模并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)增加了區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)中感應(yīng)電機(jī)，這樣會(huì)致使故障后電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象更為頻繁的發(fā)生。為了進(jìn)一步降低風(fēng)電不確定性對(duì)系統(tǒng)電壓產(chǎn)生的影響，通常采取多個(gè)發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)的措施，多個(gè)發(fā)電機(jī)組具有一定的取值范圍，在風(fēng)力波動(dòng)不確定性的時(shí)候，系統(tǒng)電壓可落入某個(gè)機(jī)組的取值范圍內(nèi)，最大限度的避免因電壓不穩(wěn)而造成的大波動(dòng)。同時(shí)，也可采取安裝動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備控制因電壓引起的連鎖脫網(wǎng)事故，利用風(fēng)機(jī)速度增量和槳距角的控制及無(wú)功補(bǔ)償可降低電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

風(fēng)電不確定性直接導(dǎo)致了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，這是因?yàn)轱L(fēng)速每時(shí)每刻都在發(fā)生變化，導(dǎo)致風(fēng)電發(fā)電的相關(guān)指標(biāo)一直處于波動(dòng)狀態(tài)，在影響系統(tǒng)的電壓與頻率外，直接影響輸出的穩(wěn)定性，進(jìn)而對(duì)下游工業(yè)生產(chǎn)和民用生活用電造成極大的影響。為了更好的避免與消除風(fēng)電不確定性對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，提高用戶(hù)滿(mǎn)意度，就需要從源頭上控制好風(fēng)力設(shè)備的穩(wěn)定性，把風(fēng)電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行作為一項(xiàng)硬指標(biāo)來(lái)抓，加強(qiáng)風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)備管理，在前期設(shè)計(jì)階段需要結(jié)合風(fēng)場(chǎng)實(shí)際選擇合適的設(shè)備型號(hào)，在生產(chǎn)過(guò)程中做好變配電設(shè)備和風(fēng)機(jī)本身設(shè)備的定期檢測(cè)與維護(hù)工作。同時(shí)，積極應(yīng)用先進(jìn)的信息技術(shù)手段，將運(yùn)維管理模式進(jìn)一步升級(jí)，使之更趨于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，通過(guò)將高科技信息技術(shù)和先進(jìn)的管理模式有機(jī)結(jié)合，更好的應(yīng)對(duì)與控制風(fēng)力不確定性對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

2.4對(duì)系統(tǒng)性能的影響

風(fēng)電不確定性對(duì)系統(tǒng)性能的影響是深遠(yuǎn)的，最直接的就是影響電力輸送設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，從而導(dǎo)致電力輸送的過(guò)程更加困難與復(fù)雜，尤其是在風(fēng)速高速波動(dòng)的情況下，涌流、電壓跌落、電壓閃爍以及諧波等問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能因此而產(chǎn)生巨大波動(dòng)。針對(duì)這種情況，就需要配置更多性能控制能力出色的設(shè)備，使電力系統(tǒng)的性能維持在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，方能減輕和降低對(duì)居民用電和工業(yè)用電的不利影響。

3結(jié)束語(yǔ)

電力配網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于保障社會(huì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)有著重要的作用?；陲L(fēng)力發(fā)電過(guò)程中的種種不確定性因素，唯有從人員管理、技術(shù)提高上著力，在深入了解風(fēng)電不確定性對(duì)電網(wǎng)影響的基礎(chǔ)上，全面優(yōu)化風(fēng)電運(yùn)維管理模式 ，從而進(jìn)一步提高風(fēng)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，更好的為生產(chǎn)生活服務(wù)，同時(shí)滿(mǎn)足保護(hù)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，更有力的保證資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與人類(lèi)發(fā)展的良性循環(huán)。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧峻羽.大規(guī)模風(fēng)電接入對(duì)電力系統(tǒng)連鎖故障的影響及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].華北電力大學(xué).2019（03）：0013-0015.

[2]張雪冬.大規(guī)模風(fēng)電集中接入對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響[J].電子技術(shù)與軟件工程.2019（12）：62-63.

[3]田軍? 于明鑫? 張師? 劉馨語(yǔ)? 柳禾豐.風(fēng)電場(chǎng)虛擬慣量控制對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響分析[J].分布式能源.2019（06）：198-199.

（新疆龍?jiān)达L(fēng)力發(fā)電有限公司，新疆 烏魯木齊 830054）