風力發電對配電網電壓的影響

胡君杰（揚州大學水利與能源動力工程學院，江蘇揚州，225009）

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風力發電對配電網電壓的影響

胡君杰
（揚州大學水利與能源動力工程學院，江蘇揚州，225009）

大型風電場在接入地區配電網后，對配電網的電壓有著嚴重的影響，主要影響因素有風場的類型、接入位置和出力大小等等。本文對風電場的無功補償和有功功率進行了分析，并對影響配電壓的因素做出了相關的闡述。

風力發電；配電網；電壓

1　無功補償的影響

普通異步發電機需要從系統吸入無功，而不能自主的發出無功。所以風電場無功補償系統對電壓的影響就比較嚴重。當風電場的出力不斷增加時，其電壓就會持續的下降，直到風電場一段的電壓下降到一定限制后，就會影響風電場的正常運行；無功補償裝置，補償了風電場中對無功的需求，保證風電場出力可以在一定范圍內，降低了線路的損耗，使風場出現電壓和接入前相比有所提高；隨著風電場出力的不斷增加，功率會出現到送的現象，導致電壓不斷抬高，從而產生電壓波動、閃變的等問題出現，而這些問題也會影響風機的正常運行。根據上述分析，風電場在補償無功時應該根據真實的情況進行合理的補償方式。

2　有功功率影響

對于相同的網絡數據和符合，風電場在安裝過程時會選擇相同的地點，考慮到風電場在運行的實際情況，假設風電場無功補償是充足的，對風電場的有功出力進行改變，并進行相關計算。

風電場在接入之前只對接入點線路的電壓有比較明顯的支撐作用，但是對其他線路的電壓影響就比較小。比如像節點17、27的電壓在風場沒有接入之前，其電壓幾乎已經接近了最低值，但是在風場接入后也沒有明顯的改變；除這兩個節點外，其他節點電壓都是隨節點1的變化而變化。應此可以選擇相應的節點，對風電場接入后電壓影響情況進行進一步的分析，并得到圖4、5數據圖。

風場的投入對該線路中各節點的電壓有著明顯的支持作用，并且支持作用和風場出力情況呈現正比，說明風場出來增加則支撐作用也隨著增加。出現這種原因，是因為風場在接入的初始階段，由于出力比較下，所以僅能輸送功率，導致該線路由外網輸送的潮流也會降低，那么損耗就會減少，這時線路損耗減少要大于風電場的損耗，因此各節點的電壓提升情況會有所不同。隨著風電出力的不斷有提升，風電場的功率會逐漸大于該線路的負荷所需要的功率。這時風電場就可以通過該線路像其他線路傳輸功率，輸送功率的持續增加，線路的損耗隨著也會增加，風場對電壓的支撐作用就會下降，此時風場無功補償裝置就會發揮作用，風場出力增加則風場出線電壓也會隨著增加，通過兩者之間的相互作用，促進該線路中各節點的電壓可以持續增長。需要注意的是，風場附近的節點，往往支撐效果最明顯。隨著風場出力的減少，這時電壓會沿饋線方向逐漸降低；同樣的，風場出力不斷加強，電壓也會隨著該方向增加。

不同的節點在接入風電場后，其電壓會產生明顯的變化，特別是在末端的節點，該處電壓的變化情況更大，隨著風電場有功出力的不斷增加，電壓變化最大的可達到5.158%。而此時一旦分電場的運行中斷，則電壓的變化會更大，并且電能質量也會受到影響，而相同節點的波動值會隨著風場功率的變化而變化。在進行分析后，可以得出，風電場接入后，各個節點的電壓都會產生變化，因此在電場建立的初期應該對這一影響因素進行分析，并采取相應的措施。

3　接入位置影響

3.1單個節點

即使風電場的功輸是一定的，但是由于接入的位置不同，則產生的電壓影響也會有所差異性；而配網容量一定時，則節點在接入點附近的電壓會產生更大的影響，這也說明在對電壓進行改善是也會更加容易；因此在選擇接入節點的位置時，需要對其進行仔細的研究，這是因為隨著電場功力的增長，其支撐作用也會不斷加大，這是節點處的電壓可能會高于限制的電壓，風電場如果出現停止運行的情況，會對電壓產生過大的影響。就電壓變化率降低而言，分布式的發電并不能滿足末節點接入，這時就可以選擇中間位置的節點進行接入。通過分析，我們可以發現節點的接入位置也是導致配電網對壓力產生影響的原因之一。

3.2分散注入

通過上述分析，風電場的支持僅僅是對接入點處的線路有所作用，對于其他節點的作用則沒有明顯的作用。比如在圖數據中，在節點5處進行風電場接入，節點17的電壓就沒有明顯的變化，甚至這時的電壓已經接近最低值。然后就節點17為主，嘗試不

同的接入方法，然后對比分析，并進行仿真計算。當然在接入電場前，應該保持不同電場的總出力是一定的， 記錄相關數據后，得出相關的數據。

上述數據顯示，當A、B電場同時接入后：節點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，其他節點的電壓也會產生較高的變化；而在節點17中，電壓提升的情況和單獨接入風場B相比會有所降低，但是和單獨接入風場A相比則有所提高；而節點3也可以得到相似的結論。所以，總出力一定時，風電場分散注入會對配電網的電壓支撐有更好的效果。

4　結論

本文主要是對風電發電過程中對配電網電壓所產生的影響進行分析，并得出了不同影響因素所產生的效果。認為無功補償、功率和接入位置都是導致壓力發生變化的因素。在風電場中，如果沒有無功補償設備則會對配電網的電壓產生較大影響，因此在風電場前期必須配置相應的配置，保證風電場在靜態狀態下可以對電壓的穩定性進行提高。

［1］ 梁景芳，高厚磊，武志剛，劉淑敏.風力發電對配電網電壓的影響［J］.高科技與產業化，2009，04：82-86.

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［3］ 陸以軍.風電接入對配電網的影響及對策研究［D］.山東大學，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