大规模风电并网条件下的电力系统调度探析

大规模风电并网条件下的电力系统调度探析

董云奇

国网冀北电力有限公司检修分公司 山西大同 037000

摘要：风电新能源不会对环境造成污染，已广泛地应用在我国多个产业领域之中。我国一直倡导走绿色可持续发展的道路，而风电新能源与我国的发展理念高度契合，所以应该注重风电新能源的开发与利用，不断升级风电新能源的相关技术，发挥出风电新能源的实际优势与价值。风电新能源在使用过程中需要结合并网技术，能够发挥出风电新能源的最佳应用效果。

关键词：风电并网;电力系统调度;

引言

随着风电的大规模建设，电网需要面临大规模风电并网的问题，由于风电接入电力系统后会产生比较大的波动，导致电网也会出现产生巨大的不稳定，因此，要采用有效措施，降低风电的影响。

1风电新能源的基本特点概述

风电作为一种新能源，其工作方式是利用相关的设备将风产生的动能转为成为电能，而风能是一种清洁的、可再生的能源，风电近些年来在世界范围内受到各个国家的重视，我国也正在大力开展风电建设。从世界范围来看，经过相关的计算表明，世界当前可利用的风能资源储量比水力资源高出10倍左右。我国的风能资源也非常丰富，可以供开发和利用的风能储量超过10亿kW，我国目前风电装机超过2亿kW。风能是一种具有代表性的无公害、可再生的清洁能源，风电在一些水资源匮乏的地区发挥着重要的作用，例如我国的沿海城市、草原牧区、山地高原等地区，都非常适合使用风力发电的方式提供电力能源。我国对风电建设也给予了高度的关注，国家通过财政补贴的方式大力支持全国各地开展风电建设，取得了很好的效果，目前我国多个地区已经兴建了许多大型的风电场，对我国的电力能源输送起到了至关重要的作用。

2风电的大规模并网影响

风电本身就有不稳定的特点，因此，风电并网后也会影响主电网，使其变得同样不稳定。风能发电的运转都属于无功输出的功率，在并网后会导致主电网的电压降低。为此，一般会在风电接入电网之前，专门针对性地对电网进行调整，保证电网能够承受因为风电并网所带来的的波动，做好对风电输入网功率比例的管控，从而确保并网后主网可以安全稳定运行。对于风力发电输出质量，其最大的质量问题在于电压存在波动和闪变，出现这种情况主要来自风力资源的不稳定。风力发电机组属于被动运行，在运行方式上存在明显的局限，其发电质量会完全随着风的变化而变化。即便在机组的运行状态正常，由于风速和风向都会改变风电机组的功率输出，而且这些外界条件都不会受到人为因素影响，因此，风电中的波动和闪变都是长期存在的。同时，风电机组启动后，会瞬间产生极高的电流，马上会对电网产生非常大的冲击，之后，由于局部冲击，就会造成电网的电压下跌。而如果风电机组发电有大幅度的波动或者闪变，也容易导致接入点位置的短路等问题。为了解决这些问题，一些电网专门采取了软着陆的方式解决风电系统的波动问题。而风电机组也会限制风机转动速度，如果风力过大，导致超过了风电机组能够承受的最大风速，风力发电机组就会停转或者限制转速。但如果所有发电机组都因为风速过大而停转，将会直接导致局部供电网络的稳定性受到极大的影响。风电机组在发电时也会产生谐波，同样会严重影响主电网的稳定性。谐波的产生方式可以概括为两种。首先，使用恒转风电机组，在软启动时会产生短促的谐波，但是，这种短波由于持续时间非常短，因此，能导致的影响是可以忽略的。另一种是使用变速机组，在接入电网的瞬间会产生谐波。由于变速机组在接入电网的过程中，会使用整流装置和逆变装置，假如在发电过程中未能做好对电子装置切换频率的控制，就容易出现放电机组同时补充电容时和电网的主电路出现谐振，于是，会产生幅度极大的谐波，会严重影响电网的稳定性。

3风电场大规模并网下调整策略

3.1严格遵守相关的管理规定

国家曾经给出风电场接入电力系统的技术标准，该法律条款中明确规定，全部风电机组设备都必须满足并网协议的准确要求，从风电机组的生产进行设备质量的严格把关，从根源上避免安全事故的产生。只能在通过并网安全性规范评价后的风电场来能够正式投入运行，并接入到电网当中。相关单位必须按照规章制度的标准来进行操作，基层的电网企业必须有效控制风电场并网运行的系统和设备，并仔细核对监督风电场机组设备的运行状态和相关参数。同时风电场的运行管理工作中也应该考虑到基层工作人员的安全问题，结合有效的安全教育培训机制和相关知识演讲的方式来提高员工对安全生产的重视。严格服从上级的调度命令，并结合机组的运行状态及时对调度部门进行数据反馈。工作人员要按照风电场接入电力系统的标准为原则，对发电机组进行实时监控，根据发电机组运行功率、容量以及发电质量的需求及时进行设备调整，尽早发现可能存在的安全隐患，将危险扼杀在摇篮里。

3.2培养电力调度人员责任意识

电力系统调度员作为影响电力系统安全运行的主要因素。唯有不断提升调度员责任意识，才能确保电力系统安全稳定运行。提高调度人员制度意识，将电力系统安全运行与经济效益放到首位，便于将调度员考核机制与职责意识有效融合，从而确保电力调度员认真执行相关管理规定，从而不断提升电力调度执行率，防止电力系统调度出现问题。再者，积极组织调度员开展业务培训，及时引入最新系统运行技术，然后，有效模拟系统运行方式进行，便于提升整体调度人员技能。调度工作开展要求工作人员不断学习新的技术与知识，如此才能有效应用在实践中。电力系统调度工作对人员技能要求较高，即使新型设备使用可以减少操作失误，但电力系统运行期间，仍然需要调度人员积极参与。

3.3提升电能的质量

很多补偿装置都拥有提升点能质量的功能，可以有效控制风能发电过程中出现的电压波动和闪变问题。目前，常用的设备包括SVC有缘滤波器、动态电压恢复器等。从理论上讲，电压对闪变所导致的危害是有决定性作用的；电压波动主要与电网负荷量的变化和短路容量有关。如果电网短路容量是一定的，那么，如果电网中无功负荷存在剧烈的波动，就很容易导致闪变的出现，从而对电网的稳定性造成进一步的破坏。因此，为了能够对闪变进行有效的控制，就需要控制电压，所以，目前，方法是通过安装无功补偿装置，避免电网出现过于严重的波动，达到从源头上抑制闪变出现的目的。目前的APF设备使用了电子技术和信号处理技术，能够进行十分全面的谐波治理，设备自身就能够产生电网谐波和极性相反的电流，所产生的谐波可以达到低效谐波干扰的目的。还可以使用DVR技术，如果电网发生电压跌落的情况，就会迅速做出反应补偿电压，所以在风电产生波动或者闪变，也能马上做出补偿，保证电网的稳定。

结束语

风电作为一种绿色能源，拥有着经济、环保的特点和优势，但是，风电本身也具有明显的劣势，包括不受控制、不稳定等等。在未来，风电会成为一个拥有明显竞争力的发电方式，但是，因为风电的不稳定还需要继续进行改良，电网需要做好调度工作，并且采用合理的技术有效抑制风电的波动和闪变，降低负面影响，推动电力行业的长远发展。

参考文献

[1]邵笑凡.电力系统调度运行的危险点及控制措施[J].中国设备工程,2021(04):179-180.

[2]赵林果.大规模风电并网条件下的电力系统调度探析[J].中国设备工程,2021(04):233-234.

[3]邵笑凡.风电并网对电力系统调度运行的影响[J].电子元器件与信息技术,2020,4(12):94-95.

[4]王卓群.含大规模风电的电力系统优化调度[D].青岛大学,2020.

[5]于滨硕,田耕博.大规模风电并网条件下提高电力系统调峰能力的研究[J].科技风,2016(20):125.