淺析風電并網對電網影響

2017-07-27 10:24:35 大云網　點擊量：評論 (0)

風力發電的主要特點是隨機性與不可控性，主要隨風速變化而變化。因此，風電并網運行對主電網運行帶來諸多不利影響。分析風電場并網對電網影響是風電事業發展的關鍵技術問題，同時也是電網部門安全、經濟運行的一

由于不同的風電機組的工作原理、數學模型都不相同，因此，對不同類型風電場的潮流計算方法也有所差異。對于異步發電機組組成的風電場。采用風電場、主系統分別迭代的方法：首先要設定風速，取值范圍為風機切入風速到切出風速之間。考慮尾流效應，利用RAHMAN模型計算出各臺風機輪轂處風速。根據各臺風機功率風速曲線，計算出各臺發電機出力P，以及整個風電場ΣP。

再設風電場的電壓初始設定值值Uo，在不考慮風電場內部電壓損耗的情況下，所有風機出口電壓都設為Uo，從而根據Uo、P計算出各臺風機的無功功率Qi以及整個風電場的ΣQ。由于風電場己經計算出P、Q，因此可視為PQ節點，代入主系統進行潮流計算，得出風電場電壓U，將設定值Uo與計算值U進行比較，修正設定值，重新重復迭代，直至計算收斂。

由雙饋異步發電機組成的風電場：當雙饋異步發電機恒功率因數運行時，要先根據風力機轉速控制規律計算轉差率S，再計算風電場發出或吸收的無功功率Q，然后以PQ節點形式代入主系統進行潮流計算迭代。當雙饋異步發電機恒電壓運行時，以PQ節點形式代入電力系統進行潮流計算。在某個設定風速的計算完成后，改變設定風速，進行新一輪的計算。

從上述計算過程可以看出，穩態含風電場電力系統潮流計算的結果，實質上是一個各風速下系統的潮流計算分布情況表。其中風電場零出力、最大、最小出力等3種情況需要著重關注。

動態過程分析，一般采用仿真的方法。要考慮異步發電機、雙饋異步發電機等不同發電機的模型以及風速、風力機、槳距調節等環節，用仿真程序PSS/E、PSCAD、Matlab/Simulink、PSASP等進行分析。分析的關鍵是各種風力發電機模型的選用。

分析風電并網對主電網的影響，還需考慮風電場無功問題。風電場無功消耗包括：異步風力發電機消耗，雙饋異步發電機和直流永磁同步機沒有此部分;風機出口升壓變壓器，由于整個風電場升壓變數目眾多，有成百上千臺，疊加起來數量不小;風電場升壓變電站主變壓器消耗等。對于由異步風力發電機組成的風電場，應考慮電壓穩定性問題。如有必要，可采用動態電壓控制設備。

三、風電并網的經濟影響

風電場的發電成本加上合理的利潤，構成風電的價格。2006年施行的<<可再生能源法>>中規定，電網企業必須全額收購可再生能源電量。費用高于常規能源發電平均上網電價，其電價之間的差額附加到銷售電價中分攤。

據統計，全國己建風電場的電價水平在(0.46-1.2)元/(KWh)之間。目前，國內風電上網電價大概分為：成本利潤電價;特許權招標電價;全省統一電價等三種。與火電相比，風電上網電價較高。

風電場出力的隨機性，可能造成如負荷跟蹤、頻率控制、備用容量、無功功率和電壓調節等電網輔助服務的成本增加，從而影響了電網企業的效益。

四、結束語

近年來，中國風力發電事業的高速發展有目共睹，隨著風電裝機容量的不斷增長，風電并網對主電網所帶來的技術和經濟影響越來越大，該領域的研究無論是對風電發電商，還是對電網公司都愈顯其戰略重要性。