探析风电并网对电力系统调度运行的影响张丽红

探析风电并网对电力系统调度运行的影响张丽红

(国网山西省电力公司忻州供电公司山西省034000)

摘要:近年来社会用电需求的不断增大,电力工程建设数量也逐渐增多。风力发电作为三大电力来源中最新的发电技术,与传统的发电方法不同,具有无污染、可再生的特点。因此,逐渐成为我国重点培养的电力开发项目之一。然而,由于风力发电当中,受到风速以及并网前后相关因素的影响,风力发电的系统频率与电压频率时常会出现不稳定的情况,极大程度上影响了我国风力发电未来的发展,必须及时采取有效的方法解决。本文就风电并网对电力系统调度运行的影响展开探讨。

关键词:风电并网;电力系统;调度运行

引言

随着科技的发展,发电系统逐渐形成了以风力发电、火力发电以及水力发电的三大发电体系,其中风力发电是最天然的方式,它不会破坏自然环境,而且是可持续能源,取之无禁,用之不竭,是最先进的技术之一。所以,它也是中国倾注了许多心血去重点研究的一个发电技术,受到各地电力企业的喜爱。同时,随着技术的逐渐提高,有些问题也随之暴露出来,因为风是自然产物,所以有许多不确定因素,比如风速、风力等,这些不确定因素极大地影响了风电并网之后的系统运行,主要是影响了发电系统的频率、以及电压的稳定,这对于我国发电行业的发展,有着不可忽视的影响,因此,我们必须对此进行研究,从根本上去解决此问题。

1当前主要的风力发电机组并网方式

(一)直接并网:此并网方式在并网的瞬间存在三相短路现象从而使并网失败,所以一般只有在与大电网并网时才用。(二)准同期并网:此并网方法对电力系统的影响不大,尤其适用于电网容量只超过数倍风力发电机组的情况。(三)降压并网:为实现降压,一般要配置高电阻器及电抗器,这使得发电机组并网成本增加,且伴随着发电机组容量的扩大而迅速增加,所以,这种并网方式只适用于容量较小的风力发电机组。(四)软并网技术:(1)发电机与系统之间基于双向晶闸管实现联通;(2)电力系统和风力发电机采用软并网过渡模式,通过零转差自动并网开关对连接状态进行控制。这种并网是一个平稳的并网过程而不会出现冲击电流,是目前风力发电机组普遍采用的并网方式。

2稳定风电网频率的必要性

长久以来,我们国家在电力系统相关的科研项目中,主要是从电压与功率等几个方面作为研究的重心,而对于系统中同样处于重点地位的频率稳定方面却未加重视。社会在日新月异地发展,科技也在不断进步,电力系统承受的压力也与日俱增,随之而来的是电力系统的频率越来越不稳定,经常出现跳频的现象,极大地影响了城市电力系统,许多安全问题也逐渐浮出水面,就像一颗不定时炸弹,随时威胁着城市的发展,所以,对于当今风电网电力系统的频率问题,我们应该加以重视,并作为重点来进行研究。一般来说,研究方法分为动态与静态两种,但是在频率问题上,动态研究方法研究过程缓慢,解决不了燃眉之急,不能很好地应用到现实中,因此我们可以从静态的方向去进行研究,静态的计算方法主要有两种,一种是快速评估法,还有一种是直接法,两种方法都可以很好地分析系统频率稳定性,并能满足现实需求。

3风电并网后的系统频率分析

(1)维持电力系统频率稳定的方法。在传统的科研项目中,我国对电力系统稳定性问题的研究重点,主要集中在电压与功角这两个方面的稳定,却忽略了频率稳定的问题。随着现代化社会的不断发展,电力系统的负荷越来越大,系统频率失稳的情况时常发生,为城市电力系统的正常运行埋下了不安全的隐患,因此,有必要对电力系统频率的稳定性问题展开系统性的研究。由于其动态分析计算过程比较缓慢,无法满足实际应用的需要,所以,可以从静态的角度,通过快速评估法与直接法等方法对其进行估算。(2)风电机组并网后的电力系统频率分析。与传统的水利发电和火力发电相比,风力发电的稳定性较差,强弱波动性较为严重,功率输出及其不稳,不受人为控制。随着风力发电产业在我国的兴起与发展,已经形成了较大的、具体化的规模,将风力发电站并入了现代化电网的运行与建设当中,对于稳定风力发展的功率与波动情况具有十分重要的意义。从电力系统的安全运行等方面来看,在我国的电力系统中,风电场从本质上来看,就是一个大型的干扰发生源。为了在今后的工作中更好地开发利用我国的风能资源,为风电场电力系统大小的稳定性产生了巨大的影响。

4风力并网对电力系统频率的影响

电力系统稳定性始终是电网体系科研项目之一,需要通过保障电力系统稳定性,确保风力并网方略科学可行,避免出现电力系统异常波动,影响地区供电消极现象。当前电力系统负荷与日俱增,电力系统不稳定现象出现频率有所提升,为此需将风力系统视为大型干扰生成源,采用实验分析法、快速评估法,对电力系统频率变化情况进行统计与控制,降低风力并网对电力系统频率的消极影响。技术人员需准备风速模拟机、算例模型等工具,同时制定实验规范,采用统计法对比实验前后(风力并网前后)电力系统频率的变化情况,针对风速、风力,以及不同负荷水平下相同风速对电力系统的影响进行重点实验。通过总结实验结论可知(具体见图1、图2),曲线2(风力并网后电力系统频率)有明显波动现象,说明风力发电机组在并入电力系统后会影响后者运行稳定性、安全性,通过观察图二中a、b、c三条线可知,风速、风力以及电力系统符合均会影响风力并网稳定性,为此需通过控制风速、风力及电网负荷水平,降低风力并网对电力系统频率的不良影响,确保该系统安全、稳定。

其中,a为电力系统受风速影响产生的波动。

b为电力系统受风力影响产生的波动。

c为电力系统在风速、风力相同情况下,受自身负荷不同所产生的波动。

结语

电力系统是我国所有产业发展的重要基础产业,所有产业的发展都离不开电力系统的支撑。所以,为了我国社会科技的强有力的发展,风力发电一定要作为重中之重去研究。

参考文献:

[1]张坤亚.风电并网的电力系统经济调度研究综述[J].机电信息,2016(27).

[2]任磊,高延涛.浅谈含风电场的电力系统经济调度[J].现代制造,2017(18).

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