大規模風電接入對電網電壓的影響及應對措施

徐泳淼 林權

摘要 近些年來，伴隨著用電器的不斷出現與更新換代，我國居民對電力供應的需求不斷增加。與以往單一的火力發電不同，如今，我國已經開始運用多種方式進行發電，如風力發電，水力發電等。其中，風力發電由于其更加環保、節能，符合可持續發展的需求，因此，風力發電是我國當今重要的發展與研究對象。但是，風力發電的運用也存在著一些顯著的缺陷，如風力發電的接入對我國當前的電網電壓有著不小的負面影響。因此，風力發電的大范圍推廣與應用還面臨著不小的問題。本文針對大規模風電接入對電網電壓的影響及無功補償分析等問題展開進一步的分析與探討。

【關鍵詞】大規模風電接入 電網電壓穩定 無功補償分析

近年來，科技的發展呈現出日新月異的態勢，在這樣的趨勢之下，人們對于電力資源的需求也在不斷地增加。但是，自然資源的有限性與人來需求的無限性是相互對立的，在人們對自然資源的不斷索取的情況下，自然環境進一步惡化，自然資源也在不斷的減少。面對著這樣的情況，人們開始尋找新的資源，這時候，可再生能源走入了人們的視線，人們開始越發重視可再生能源的開發與利用。而風力發電正是目前人們已經掌握并開始運用的可再生能源中的重要的一個部分。近年來，我國在風力發電方面投入了大量的人力、物力與財力，同時也取得了顯著的成果。相對十幾年前而言，如今的風力發電場已經在整個宮殿行業中占據了相當一部分的比例，為我國的電力供應做出了顯著的貢獻。但是，由于風力發電很大程度上是取決于風力的大小，依靠自然環境進行發電，無法進行人為的控制。而就自然界而言，自然界的風力是不穩定的，因此，風力發電所產生的電力也是不穩定的，并且目前難以進行人為的控制與穩定。所以，大規模的風電接入對電網電壓的穩定性具有極大的影響，使電網電壓的穩定性大幅度的下降。

1 對電力系統穩定性的影響

1.1 風電接入對于整個電力系統而言，實際上是有利有弊的

當風力發電的規模較小的時候，由于整體的功率和負荷都是較小的，因而就會降低因電阻而造成的電力損失，這時候，風力發電的接入對于電網電壓整體而言是能夠起到一定的穩定的作用的，但是這也僅僅只限于風力發底單的規模較小的情況之下的，而一旦風力發電的規模較大的時候，情況則會有所不同。當接入的風力發電廠規模較大的情況下，由于風力的變化導致的產生電能的波動變化幅度也會增大，風力發電機所吸收的無功變化受到影響，同時，這樣大幅度的變化之下，對于電網電壓的穩定性就將造成極大的沖擊。所以，電網電壓的穩定性，與接入的風電設備是有著非常緊密的關系的，風力發電機的型號、功率不同，接入電網得位置的變化、風力發電機接入規模的不同等，都將對電網電壓造成不同規模的影響，而究竟產生的影響是好是壞，還要根據實際情況進行綜合判定。

1.2 風力發電的接入，對于電網的保護裝置也具有極大的影響

為了能夠對整個電網系統進行更好的控制與保護，電網系統一般都安裝有一定的保護裝置，以便于在發生故障指示能夠及時的切斷一定的電路己達到保護電路的目的。但是在風力發電設備接入之后，由于風力發電的不穩定性，電壓會產生大幅度的變化，這對于電網的保護裝置而言具有一定的影響。風電設備的接入，會長期使得電網電業產生大幅度的波動，而在這樣大幅度的波動的情況之下，原有的電壓保護裝置如何對風電設備這樣特殊的情況進行判斷并做出反應，是當前面臨的一大難題。如果在裝備沒有出現故障的情況下而將其誤判為故障的產生，那么必然會帶來嚴重的經濟損失，但是如果不能及時的對故障作出判斷并采取措施的話，也將會造成極為不利的后果。所以，風力發電設備的接入么很有可能會對電網系統原有的保護裝置造成一定的影響，致使保護裝置不靈敏甚至失效，這對于電網電壓的穩定性與安全性而言，是一個嚴峻的挑戰。

1.3 大規模風電場的接入對于電網電壓系統而言，造成的影響并不是固定的

事實上，大規模風電場接入對于電網電壓系統所造成的影響，取決于風電場的規模及其在電網系統中所占的比例大小。當它所占的比例較小的時候，它對于電網電壓所造成的影響是不大的，甚至有一定的穩定作用，但是，當它所占的比例較大的時候，風電系統所產生的電力波動對于電網系統的影響將是巨大的，當風電設備發電波動較大時，甚至可能導致電網電壓系統的l部分設備受到波及，無法正常進行工作。

2 提高電壓穩定性的措施

在上文中，對于風力發電對電網電壓系統所造成的的影響進行了分析，由于風力發電的來源是自然界的風力，無法進行認為的操控，因此風力發電所產生的電能是極為不穩定的，這樣我就造成了風力發電的大幅度波動對于電網電壓穩定性和安全性的產生了巨大的影響。那么在這樣的情況下，就必須采取一定的措施，來提高電網電壓的安全性與穩定性。

經研究，要提高電網電壓的穩定性與安全性，利用二級電壓控制系統進行調控是有效的措施之一。因為風力發電導致的電壓大幅度波動對于電網電壓系統，尤其是樞紐節點的沖擊是非常大的，而此時，如果有效的對二級電壓系統加以運用，就能夠有效的進行調控，達到穩定電網電壓的目的。除此之外，風電場的低電壓穿越能力對于電網電壓的穩定性也具有重要的意義，如果風險敞的電網電壓出啊按月能力不足，那么在發生一定故障的時候，將會對風電場造成嚴重的損失。因此，有必要提高風電場風機的低電壓穿越能力。

3 結語

風力發電的發展對推動我國可持續發展戰略具有重要意義，而就目前而言，電網電壓的穩定性還不足以承載風電的大規模推廣使用。要進一步發展風電，還需要不斷地改進與發展。

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