風力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響分析

姚春霞 白永忠

摘 要：隨著我國社會、經(jīng)濟的不斷發(fā)展，能源結構也在不斷完善。從我國很長一段時間的能源供給來看，都在使用不可再生資源。同時在能源的使用中，由于技術限制，能源的利用率也并不是很高，也加劇了能源的浪費，造成了很嚴重的生態(tài)影響。現(xiàn)如今，針對這一問題，諸如風力資源等清潔能源不斷發(fā)展，并已經(jīng)取得了一定的成就。有關部門要進一步加大對風力發(fā)電的重視程度，不斷完善技術創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、政策支持，切實提高風力資源的利用效率，實現(xiàn)我國能源產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展。對此，本文主要結合電力系統(tǒng)中風力發(fā)電的影響情況分析以及優(yōu)化與完善電力系統(tǒng)中風力發(fā)電效果的具體措施，從多個角度出發(fā)，提出具體的可行性方法。

關鍵詞：風力發(fā)電;電力系統(tǒng);影響分析;優(yōu)化措施

從電力系統(tǒng)中風力發(fā)電的影響情況來看，主要體現(xiàn)在如下方面：電力系統(tǒng)中風力發(fā)電發(fā)電站規(guī)模對電力系統(tǒng)的影響;電力系統(tǒng)中風力發(fā)電對電能質(zhì)量的影響;電力系統(tǒng)中風力發(fā)電對電能穩(wěn)定性的影響。相關部門與相關人員要進一步落實好風力發(fā)電的具體要求，結合問題成因，制定更為有效的改進措施。從而不斷提高工作展開的效率和質(zhì)量，切實發(fā)揮出風力發(fā)電的作用，實現(xiàn)我國能源產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。因此，本文針對問題，探討風力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響。

一、電力系統(tǒng)中風力發(fā)電的影響情況分析

（一）電力系統(tǒng)中風力發(fā)電發(fā)電站規(guī)模對電力系統(tǒng)的影響

近些年隨著我國能源結構的不斷調(diào)整，風力發(fā)電項目的規(guī)模也在不斷擴大。尤其是在系統(tǒng)化的電網(wǎng)管理結構中，風電裝機容量的占比通常是比較小的，即便注如了風力發(fā)電所需要的電能，也不會對電網(wǎng)產(chǎn)生較大的影響。對此，在很多風力發(fā)電的項目中，也并不會針對發(fā)電廠的規(guī)模進行限制和標注。但是，在一些具有更豐富風能資源的地區(qū)中，考慮到其地理位置和市中心的差距，電網(wǎng)的容量往往不是很大，同時電網(wǎng)自身所具備的抗干擾能力也比較弱。因此，便導致了風力資源在不可控性和隨機性上的偏差。同時，在不可控性和隨機性的基礎上，也缺少對風力功率進行集中預測的技術，進一步加劇了二者之間的相互影響。

（二）電力系統(tǒng)中風力發(fā)電對電能質(zhì)量的影響

從風力發(fā)電項目對電能質(zhì)量產(chǎn)生的影響來看，主要體現(xiàn)在以下三個方面：（1）電能質(zhì)量影響中的諧波影響。通常情況下認為，在進行變速風險機組的并網(wǎng)操作時，風力發(fā)電項目中的變流器是會長時間處于工作狀態(tài)的。因此便加劇了整體結構中的諧波問題;（2）電能質(zhì)量影響中的閃變和電壓波動影響。一般認為在并網(wǎng)風電機組當中，由機組所產(chǎn)生的功率會在常規(guī)化的運行中出現(xiàn)波動，從而延伸為閃變問題與電壓波動問題。但是對其進行深度剖析，也可以發(fā)現(xiàn)其原因主要出現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面，以及電網(wǎng)狀況運行方面。由于控制系統(tǒng)的不足和電網(wǎng)狀況運行的缺失才導致了這一類問題;（3）電能質(zhì)量影響中的電壓跌落影響。通常情況下認為，在并網(wǎng)風機的運行中，異步電機的使用頻率是比較高的，同時也直接在電網(wǎng)中吸取無功功率。基于此，便會給電網(wǎng)的整體測定電壓造成很嚴重的負面影響。此外，若風機的數(shù)量比較多，在風機與弱電網(wǎng)接收時，所產(chǎn)生的電壓跌落也會被放大，從而使電壓出現(xiàn)突然下降的問題。

（三）電力系統(tǒng)中風力發(fā)電對電能穩(wěn)定性的影響

一般認為，在電網(wǎng)的運行中，只有確保了電網(wǎng)運行的穩(wěn)定，才能夠真正發(fā)揮出電網(wǎng)的價值。那么從風電并網(wǎng)的優(yōu)勢來看，更多是在電網(wǎng)的連接點中，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。期間，考慮到大面積的發(fā)電網(wǎng)并入問題，也需要保證實際的注入功率要小于所接入電網(wǎng)的整體負荷功率，并將參數(shù)控制在20%。由此可見，通過對并網(wǎng)結構的應用，確實能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的穩(wěn)定性進行改善，并同時優(yōu)化穩(wěn)態(tài)電壓的分布。從靜態(tài)電壓的穩(wěn)定性限制因素來看，很大一部分原因是負荷特性極限功率的增加。而負荷特性極限功率的增加則在于風電場有功功率的作用。此外，在建立實際模型中，由于風電場的無功需求，便會降低負荷特性極限功率，以此來降低靜態(tài)電壓的穩(wěn)定性。期間，如果不能確保供給的充足，也會加劇風電場并網(wǎng)操作的落實。

二、優(yōu)化與完善電力系統(tǒng)中風力發(fā)電效果的具體措施

（一）針對發(fā)電廠的規(guī)模，進行更為科學、合理的設計，不斷完善設計體系

在電力系統(tǒng)的風力發(fā)電效果優(yōu)化中，首先便要對發(fā)電廠的規(guī)模設計體系進行完善，以此來提高發(fā)電廠的有效性，突出發(fā)電廠的作用。基于此，首先需要工作人員針對風力發(fā)電的項目規(guī)模進行整理和分析，以此來為后續(xù)的計算與評價工作提供參考，達成電場短路容量比的目標。期間，從短路容量來看，主要指的是網(wǎng)絡在結構上的強度。而風電場接入點的容量，則更多是對風力發(fā)電注入功率電流靈敏度的表現(xiàn)。基于此，通常情況下認為，在工作人員進行常規(guī)化的管理中，要對處理機制的系統(tǒng)化進行進一步強化，以及對項目管控措施的系統(tǒng)化進行進一步強化。以此來不斷提高管理要求與渠道的穩(wěn)定，并保障發(fā)電廠在運行過程中的穩(wěn)定和安全。此外，通過對大型并網(wǎng)風電場在運行效率上的關注和投入，也能夠?qū)崿F(xiàn)科學的動態(tài)分析。并在動態(tài)仿真優(yōu)化的基礎上對連接方式和風荷過載能力進行進一步的優(yōu)化。

（二）針對發(fā)電廠的電能質(zhì)量，完善相應的升級工作

面對發(fā)電廠電能質(zhì)量升級的要求，在工作人員進行管理機制的實際建立中，首要任務便是更好地對電網(wǎng)的結構進行改善。詳細分析負荷點的電網(wǎng)結構和聯(lián)結電源的電網(wǎng)結構，以此來進一步提高供電項目的可靠性。同時，也能夠針對當前存在的復雜運行問題，進行有效的減少，實現(xiàn)組合結構的全面提升。此外，通過以上方式，也間接為交流同步電網(wǎng)的優(yōu)化個工作開拓了一個新的渠道。通常情況下認為，針對發(fā)電機的同步交流電網(wǎng)，需要做好同步運行的工作，以此來對直流線路的穩(wěn)定性進行升級。此外，為了進一步減少電網(wǎng)受到的風電廠并網(wǎng)沖擊，工作人員也需要利用好雙向晶管裝置，以此來提高問題解決的集中性。并在有效降低了電流沖擊的基礎上，提高啟動方式的系統(tǒng)性，減少不良反應。

（三）針對發(fā)電廠的穩(wěn)定性，做好與之對應的優(yōu)化措施

前文中也曾談到穩(wěn)定性對于發(fā)電廠運行的重要性。對此，相關部門與相關人員也需要進一步完善穩(wěn)定性工作，加速穩(wěn)定性的優(yōu)化。同時，還需要針對管理機制，進一步加速系統(tǒng)化的構建，以此來實現(xiàn)管理措施的升級。

（四）針對工作人員素質(zhì)，加強人才隊伍建設

21世紀是人才的世紀，任何行業(yè)的發(fā)展都離不開人才的投入。尤其是在市場經(jīng)濟的導向下，人才的投入與培養(yǎng)已然成為企業(yè)間比拼的核心競爭力。只有確保了人才的質(zhì)量，才能夠保證工作的質(zhì)量。有關部門也要重視起人才培養(yǎng)，打造技術型人才和創(chuàng)新型人才。針對風力發(fā)電中存在的問題，和所需要的技術，進行進一步的研究，切實推動我國的技術革新，切實推動我國清潔能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

結束語

在優(yōu)化與完善電力系統(tǒng)中風力發(fā)電效果的過程中，相關部門與相關人員可通過針對發(fā)電廠的規(guī)模，進行更為科學、合理的設計，不斷完善設計體系、針對發(fā)電廠的電能質(zhì)量，完善相應的升級工作以及針對發(fā)電廠的穩(wěn)定性，做好與之對應的優(yōu)化措施等一系列方法來達到目的。意在從多個角度出發(fā)，分析問題成因，找尋解決方法，制定更為科學、合理的方案策略。從而不斷提高工作展開的效率和質(zhì)量，切實發(fā)揮出風力發(fā)電的作用，實現(xiàn)我國能源產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。

參考文獻：

[1] 孫元章， 吳俊， 李國杰. 風力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響[J]. 電網(wǎng)技術， 2007， 31（020）：55-62.

[2] 遲永寧， 王偉勝， 劉燕華，等. 大型風電場對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響[J]. 電力系統(tǒng)自動化， 2006， 30（015）：10-14.

[3] 范高鋒， 趙海翔， 戴慧珠. 大規(guī)模風電對電力系統(tǒng)的影響和應對策略[J]. 電網(wǎng)與清潔能源， 2008， 24（007）：44-48.