分散式風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究綜述

王進(jìn)

【摘? 要】隨著經(jīng)濟(jì)增速放緩，社會(huì)用電量減少，風(fēng)電消納問(wèn)題日益突出，目前我國(guó)的集中風(fēng)電發(fā)展受到很大限制?相較于集中式風(fēng)電，分散式風(fēng)電有諸多優(yōu)點(diǎn)?在化石能源和水資源較為貧瘠的地區(qū)，可利用分散式風(fēng)電補(bǔ)償負(fù)荷突然增長(zhǎng)，免去擴(kuò)容輸配電設(shè)備所產(chǎn)生的費(fèi)用;在負(fù)荷集中的周邊地區(qū)修建分散式風(fēng)電場(chǎng)，可減小用電壓力，推遲電網(wǎng)的擴(kuò)建，增加政策制定的彈性并緩解資金壓力?本文介紹了國(guó)內(nèi)外分散式風(fēng)電的發(fā)展現(xiàn)狀，針對(duì)分散式風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)于配電網(wǎng)特性的影響和分散式風(fēng)電運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了綜述，列舉了目前的各項(xiàng)研究成果，并對(duì)未來(lái)發(fā)展進(jìn)行展望?

【關(guān)鍵詞】分散式風(fēng)電;配電網(wǎng);接入;運(yùn)行控制風(fēng)

力發(fā)電能夠給我國(guó)的新能源發(fā)電技術(shù)奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)保證，屬于我國(guó)發(fā)電方式中最為成熟的一種技術(shù)，所以該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)受到了廣泛運(yùn)用，但當(dāng)前在實(shí)際的風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)用后產(chǎn)生了很多急需改進(jìn)的影響因素，如對(duì)電網(wǎng)調(diào)度造成的影響?對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性造成的影響等，這些問(wèn)題都會(huì)影響到日常用電情況?

1國(guó)內(nèi)外分散式風(fēng)電的定義

我國(guó)的分散式風(fēng)電接入項(xiàng)目是指距離負(fù)荷較近，不經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離輸送，所發(fā)電力直接接入周邊電網(wǎng)就地消納的風(fēng)電項(xiàng)目?分散式風(fēng)電與分布式風(fēng)電的發(fā)展模式略有不同?前者的發(fā)展模式為同一監(jiān)控?當(dāng)?shù)叵{，主要目的在于解決區(qū)域負(fù)荷增長(zhǎng);后者發(fā)電的風(fēng)電裝機(jī)容量小?電壓等級(jí)低?所發(fā)電量自發(fā)自用，剩余電量才接入電網(wǎng)，主要目的在于解決用戶本身的負(fù)荷要求?國(guó)際上沒(méi)有明確定義分散式風(fēng)電?雖然強(qiáng)調(diào)風(fēng)電的分散接入，但是沒(méi)有對(duì)風(fēng)電的容量進(jìn)行限定?總的來(lái)說(shuō)，提倡在電壓水平相對(duì)不高的電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)接入，以提高利用效益?在決定適合接入的電壓等級(jí)前，需綜合考慮當(dāng)?shù)氐囊延胸?fù)荷情況和中長(zhǎng)期范圍內(nèi)將興建的電源規(guī)劃，此外，還要考慮當(dāng)?shù)氐馁Y源，探索風(fēng)電場(chǎng)適宜的開(kāi)發(fā)規(guī)模?丹麥?德國(guó)等可再生能源比例較高的國(guó)家，存在直接接入低電壓等級(jí)電網(wǎng)的風(fēng)電，這些風(fēng)電規(guī)模不大，且不經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)距離傳送，與國(guó)內(nèi)對(duì)分散式風(fēng)電的定義十分相近?而西班牙?美國(guó)等風(fēng)能開(kāi)發(fā)方式，則接近我國(guó)此前的集中開(kāi)發(fā)方式?因?yàn)榇嬖陲L(fēng)電資源分布與大型負(fù)荷不匹配的問(wèn)題，所以采用集中興建大型風(fēng)電場(chǎng)，再利用輸電網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一外送到電量需求大的地方?

2風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)于電網(wǎng)的影響意義

2.1對(duì)于電網(wǎng)調(diào)度造成的影響

在傳統(tǒng)電網(wǎng)配置方面，大部分電網(wǎng)處于較為寬闊的地帶，所以電網(wǎng)進(jìn)行建設(shè)階段對(duì)整體的線路構(gòu)架及電網(wǎng)后續(xù)的使用維修實(shí)施難度較大?且由于部分電網(wǎng)的建設(shè)相對(duì)缺乏資金投入，所以傳統(tǒng)電力在構(gòu)建過(guò)程中設(shè)備智能化的程度較低，這樣的問(wèn)題就會(huì)影響到風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)于電網(wǎng)調(diào)度造成的諸多因素?此外，雖然當(dāng)前已對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)有進(jìn)一步的改進(jìn)，使大部分電網(wǎng)水平在當(dāng)前的運(yùn)行性狀態(tài)下有所保證，但由于人們的生活質(zhì)量不斷提升，對(duì)電力的使用消耗也在不斷加大，傳統(tǒng)的電網(wǎng)線路不穩(wěn)定等諸多問(wèn)題在當(dāng)前的電力使用階段十分常見(jiàn)?由于部分農(nóng)村以及偏遠(yuǎn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)情況有所限制，在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下網(wǎng)架承載的能力也需隨著居民的使用情況不斷提升，只有這樣才能保證農(nóng)村的正常用電消耗?

2.2分散式風(fēng)電機(jī)組接入對(duì)配網(wǎng)特性的影響

分散式風(fēng)電的滲透率不斷增長(zhǎng)會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的特性產(chǎn)生很大影響?如正常運(yùn)行時(shí)風(fēng)速的隨機(jī)波動(dòng)性引起輸出功率的變化給電網(wǎng)帶來(lái)波動(dòng)與閃變?風(fēng)速低于切出風(fēng)速時(shí)風(fēng)機(jī)從額定運(yùn)行狀態(tài)退出?短路電流水平增大引起的電壓暫降特征的改變等?雖然分散式風(fēng)電并網(wǎng)產(chǎn)生了一些負(fù)面影響，但同時(shí)也有積極的一面?當(dāng)電網(wǎng)中關(guān)聯(lián)負(fù)載較大時(shí)，它能及時(shí)提供電能，緩解傳輸線路上的輸電壓力，從而降低電網(wǎng)出現(xiàn)故障的可能性?風(fēng)電機(jī)組還能提供一定的無(wú)功支撐，增強(qiáng)母線節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定電壓的能力?

2.3對(duì)于電能表造成的影響

一般情況下電能表出現(xiàn)故障的問(wèn)題主要為：機(jī)械作用力的因素?主要是在電能表運(yùn)輸階段可能會(huì)造成的各方面機(jī)械作用力的影響，如外界的晃動(dòng)及碰撞等問(wèn)題，這些機(jī)械作用力不僅會(huì)直接影響到電能表的日常工作，還會(huì)在一定程度破壞電能表的內(nèi)部零件，最終使其造成不可恢復(fù)的損害;電力干擾因素?是指設(shè)備出現(xiàn)故障屬于非可見(jiàn)的因素，對(duì)于電能表所造成的傷害與前面的外在因素相比同樣存在嚴(yán)重危害?通常電能表的檢查工作在實(shí)際開(kāi)展階段需檢測(cè)該設(shè)備是否能夠正常工作并運(yùn)轉(zhuǎn)，但當(dāng)電能表運(yùn)轉(zhuǎn)期間內(nèi)部具有各種的電磁及電力波動(dòng)干擾，就會(huì)使整體的設(shè)備功率加大，最終影響到電能表的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在無(wú)限的運(yùn)轉(zhuǎn)中失去控制，造成最終的經(jīng)濟(jì)損失?

3提升風(fēng)電并網(wǎng)性能的相關(guān)措施

3.1全面完善電網(wǎng)的日常調(diào)度

3.1.1建立完善電網(wǎng)調(diào)度的運(yùn)行考核制度

電網(wǎng)運(yùn)行期間構(gòu)建完備的電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行考核體系十分關(guān)鍵，體系的構(gòu)建能直接將智能電網(wǎng)在電網(wǎng)調(diào)度期間的管理狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)反饋，并能給后續(xù)控制管理工作提供每日的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?數(shù)據(jù)的展現(xiàn)可更好地反饋出電網(wǎng)的日常問(wèn)題，所以想要更好地將電網(wǎng)調(diào)度體系運(yùn)用到智能電網(wǎng)中，制定相對(duì)應(yīng)的考核制度并在該基礎(chǔ)上結(jié)合獎(jiǎng)懲方式促進(jìn)相關(guān)人員不斷提高自己的調(diào)度技術(shù)以及工作水平，激發(fā)員工探究技術(shù)的積極性與主動(dòng)性?

3.1.2加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)度的運(yùn)行管理內(nèi)容

想要進(jìn)一步降低電網(wǎng)調(diào)度基礎(chǔ)結(jié)合到實(shí)際的智能電網(wǎng)階段，就需加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度基礎(chǔ)的運(yùn)行管理內(nèi)容，并達(dá)到提升智能電網(wǎng)使用效率的目的，給智能電網(wǎng)的后續(xù)運(yùn)行狀態(tài)提供保證?在智能電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)中結(jié)合電網(wǎng)調(diào)度的技術(shù)，應(yīng)根據(jù)安全生產(chǎn)的要求進(jìn)行內(nèi)容劃分，并從實(shí)際的電網(wǎng)調(diào)度工作進(jìn)行工作管理的提升?就加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)度的運(yùn)行管理內(nèi)容來(lái)說(shuō)，可分兩方面內(nèi)容：第一，需在整體管理工作模式中細(xì)化并完善相對(duì)應(yīng)的管理制度體系，對(duì)整個(gè)智能電網(wǎng)公司內(nèi)部都能夠有安全的嚴(yán)格控制系統(tǒng)管理，保證在電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行發(fā)展階段能得到有效的規(guī)避由于信息安全出現(xiàn)的諸多問(wèn)題?此外，還要根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度內(nèi)部的實(shí)際情況對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)合理的內(nèi)容安排，結(jié)合當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行情況積極開(kāi)展，提高電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行階段的實(shí)際質(zhì)量和效果?第二，更加重視電網(wǎng)設(shè)備的安全穩(wěn)定，定期加強(qiáng)電網(wǎng)可發(fā)揮保護(hù)作用的相關(guān)配置因素，降低電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行日常運(yùn)行事故所占比例?電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行安全工作的管理人員還需做好電網(wǎng)調(diào)度的日常經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制工作，從細(xì)節(jié)入手，對(duì)電網(wǎng)的整體運(yùn)行管理作出保證?

3.2加強(qiáng)對(duì)于電力系統(tǒng)的內(nèi)外監(jiān)測(cè)

電力系統(tǒng)的內(nèi)外檢測(cè)不僅需具備全面應(yīng)用的在線檢測(cè)技術(shù)，還需對(duì)電力系統(tǒng)的振動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，想要達(dá)到這樣的要求就需運(yùn)用時(shí)域仿真模式?時(shí)域仿真模式一般都是運(yùn)用在分析電力系統(tǒng)的小擾動(dòng)或暫態(tài)穩(wěn)定中，在機(jī)電振蕩方面對(duì)于該種模式也有所研究?該種方式主要能夠滿足對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行理論的數(shù)據(jù)分析，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用計(jì)算機(jī)設(shè)備等相關(guān)的仿真軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合，將電力系統(tǒng)在受到擾動(dòng)時(shí)能夠通過(guò)模型樣子反饋出來(lái)，從而分析出機(jī)電振蕩期間的頻率特性以及阻尼?

4結(jié)語(yǔ)

分散式風(fēng)電具有良好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，避開(kāi)了大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)所遇到的風(fēng)電消納困難?隨著國(guó)家投入力度的不斷加大和分散式風(fēng)電自身優(yōu)勢(shì)的逐漸顯現(xiàn)，可以預(yù)見(jiàn)即將迎來(lái)一個(gè)快速發(fā)展階段?雖然分散式風(fēng)電并網(wǎng)會(huì)造成配網(wǎng)的電壓波動(dòng)?產(chǎn)生諧波?使繼電保護(hù)失去選擇性等影響，但隨著風(fēng)功率預(yù)測(cè)技術(shù)?監(jiān)控與集中控制技術(shù)?無(wú)功控制技術(shù)?孤島檢測(cè)技術(shù)等研究的不斷深入，這些問(wèn)題都將逐步得到解決或改善?

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