简述海南风力发电对海南电网影响网

摘要：风力发电作为节能环保的新能源，已成为当今能源电力发展的一种趋势。但由于风力发电的主要特点是随机性与不可控性，随风速变化而变化。因此，风力发电给电网运行带来许多不利影响。本文从风力发电对电网运行的影响入手，以海南电网为例，制定相应的措施，保证风力发电在电网中安全、稳定运行。
关键词：风力发电；电网运行；影响；解决措施
Abstract: Wind power generation as a new energy sing and environmental protection, has become a trend in energy and power development. Therefore, wind power has brought many negative effects to the power system operation. This paper starts from wind power impact on the power grid operation, taking Hainan power grid as an example, formulate corresponding measures, to ensure the wind power in the power grid security, stability operation.
Keywords: wind power generation; power system; influence; Countermeasures
中图分类号：TU994
引言：
能源是推动社会进步和人类赖以生存的物质基础。自《可再生能源法》实施以来，中国的风电产业发展十分迅速。2011年10月沙珠玉风电场并入海南电网，标志着海南电网电源结构由单一的水电向多种能源发电发展。因此，研究风力发电对海南电网的影响对于调控人员已成为一个重要的课题，本文将就风力发电对海南电网的影响进行浅谈。

1 海南电网中风电并网的现状

海南电网现有风电场一座，共有8台风力发电机，总装机容量为14兆瓦。其中，1、2、3、4号风力发电机容量均为2.0兆瓦，采用直驱式交流永磁同步发电机；5、6、7、8号风力发电机容量均为1.5兆瓦，采用双馈异步发电机。每日发电量随风速变化而变化，月平均发电量约为130万千瓦时。虽然，该风电站的装机容量和发电量在海南电网中所占比例较小，但其发电的随机性、间歇性以及不可控性也足以对电网运行造成一定的影响。
2风力发电对海南电网运行的影响

2.1对发电计划和电网调度的影响

沙珠玉风电场地处人口稀少、负荷量小的牧区，风电功率的输入必然要改变电网的潮流分布，对局部电网的节点电压也将产生较大的影响。风电场风力的不可控性和随机性决定了风力发电量具有较大的波动性和间歇性，不可能制定和实施正确的发电计划。并网后的风电场相当于电网的随机扰动源，具

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有反调节特性，需要电网侧预留出更多的备用电源和调峰容量，风电功率的输入也将改变电网的潮流分布，对局部电网的节点电压产生较大的影响。因此，增加了风力发电调度的难度。

2.2对电能质量的影响

随机性较强的风力发电机组对电能质量的影响，主要表现为电压偏差、波动、闪变、谐波和周期性电压脉动等现象。并网风电机组在启动、停止和发电机切换过程中产生电压波动和闪变，随着风速的增大，电压波动和闪变也不断增大。沙珠玉风电场接入在110kV共和变的35kVII段母线上，风电场并网瞬间将会造成共和变的35kVII段母线电压的大幅度下跌，从而影响接在同一母线上的其他电器设备的正常运行，尤其是大用户金河水泥厂的生产电压质量大大下降，甚至会影响到整个电网的稳定与安全。

2.3对电网安全稳定性的影响

风电的的间歇性、随机性增加了电网安全稳定运行的潜在风险。风电机组接入电网末端改变配电网功率单向流动从而使潮流流向和分布发生了改变，可能造成风电场附近的电网电压和联络线功率超出安全范围，甚至导致电压崩溃。若风电场的无功补偿设备因故停运，将会导致接入系统电压升高。随着风力发电电量注入电网的增加，导致在相同的负荷水平下，系统的惯量下降，影响电网动态稳定。

2.4对保护装置的影响

目前，并网风电厂的容量还比较小，在电力系统保护配置和整定计算时往往未考虑风电场的影响，而是简单地将风电场视为一个负荷，或将风力发电机作为同步发电机处理，不考虑其提供的短路电流。此外，对于风电来说，为了减少风电机组的频繁投切对接触器的损害，有风期间风电机组都保持与电网相连。当风速在起动值附近变化时，允许风电机组短时以电动机运行。因此，风电场与电网之间联络线的功率流向有时是双向的。风电场继电保护装置的配置和整定应充分考虑到这种运行方式。
3解决措施

3.1加强调度管理

学会运用法律和经济手段做好电网调度管理工作。采取切实可行的措施来实现电网的优化调度。研究电力规律，遵守市场规则。实行调度管理有法可循、有据可依。把好并网调度协议签订关；理顺并网风电场的调度关系。明确省调、地调的管辖范围，保证电网安全生产秩序；完善、提高风电场实时信息采集的技术手段。科学安排，充分利用，提高风电站的优化调度效率。

3.2改善电能质量问题

3.

2.1改善电网结构

并网风电机组的公共连接点短路比和电网的线路X/R比是影响风电机组引起的电压波动和闪变的重要因素。风电机组公共连接点短路比越大，风电机组引起的电压波动和闪变越小。合适的电网线路X/R比可以使有功功率引起的电压波动被无功功率引起的电压波动补偿掉，从而使整个平均闪变值有所减轻。另外通过人工干预使风电机组不同时启停，可以减小启停机对电网的影响。
3.

2.2安装电力电子装置

对于风电场并网过程对电网造成的冲击，通常采用的是双向晶闸管控制的软启动装置。当风力机将发电机带到同步转速附近时，发电机输出端断路器闭合，使发电机经一组双向晶闸管与电网连接，通过电流反馈对双向晶闸管导通角进行控制。通过采用这种软启动方式，可以将风电场并网时的冲击电流限制在

1.2~5倍额定电流以内，得到一个比较平滑的并网过程。

3.3改善稳定性问题

3.1静止无功补偿器

静止无功补偿器(SVC)可以快速平滑的调节无功补偿功率的大小，提供动态的电压支撑，改善系统的运行性能。将SVC安装在风电场的出口，根据风电场接入点的电压偏差量来控制SVC补偿的无功功率，能够稳定风电场节点电压，降低风电功率波动对电网电压的影响。

3.2超导储能装置

具有有功无功综合调节能力的超导储能装置(ES)能量密度高，其储能密度可达108J/m3而且能够快速吞吐有功功率。在风电场出口安装ES装置，充分利用ES有功无功综合调节的能力，可以降低风电场输出功率的波动，稳定风电场电压。另外，ES代表了柔流输电FACTS的新技术方向，将ES用于风力发电可以实现对电压和频率的同时控制。

3.4保护装置的调整

在风电场保护装置的配置与整定方面，目前通常的做法是按照终端变电站的方案进行配置和整定。主要依靠配电网的保护来切除网络的故障，然后由孤岛保护、低电压保护等措施来逐台切除风电机组，从而在故障期间断开风电场与系统的连接，而当故障清除后，控制风电场自动重新并网。但是对于今后有大量风电场接入配电网时，这种方法会降低系统的可靠性。

4.结束语

随着能源技术的不断更新，风力发电作为一种绿色能源有着改善能源结构、经济环保等方面的优势将日益明显，削减其随机波动特性，提升其并网容量比例，合理规划多能源协同互补，降低风电并网对电力系统的运行带来的负面影响，将加快能源结构的优化。
目前国家能源局下发的全国“十二五”第二批风电项目核准计划中，海南电网将有2个49.5兆瓦的项目并网。随着大量风电接入海南电网，势必将对海南电网的稳定运行带来新的挑战。因此，研究风力发电对海南电网的影响将是一个持续的过程。
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