淺析風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)影響

2017-07-27 10:24:35 大云網(wǎng)　點(diǎn)擊量：評論 (0)

風(fēng)力發(fā)電的主要特點(diǎn)是隨機(jī)性與不可控性，主要隨風(fēng)速變化而變化。因此，風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行對主電網(wǎng)運(yùn)行帶來諸多不利影響。分析風(fēng)電場并網(wǎng)對電網(wǎng)影響是風(fēng)電事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題，同時(shí)也是電網(wǎng)部門安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一

由于不同的風(fēng)電機(jī)組的工作原理、數(shù)學(xué)模型都不相同，因此，對不同類型風(fēng)電場的潮流計(jì)算方法也有所差異。對于異步發(fā)電機(jī)組組成的風(fēng)電場。采用風(fēng)電場、主系統(tǒng)分別迭代的方法：首先要設(shè)定風(fēng)速，取值范圍為風(fēng)機(jī)切入風(fēng)速到切出風(fēng)速之間?？紤]尾流效應(yīng)，利用RAHMAN模型計(jì)算出各臺(tái)風(fēng)機(jī)輪轂處風(fēng)速。根據(jù)各臺(tái)風(fēng)機(jī)功率風(fēng)速曲線，計(jì)算出各臺(tái)發(fā)電機(jī)出力P，以及整個(gè)風(fēng)電場ΣP。

再設(shè)風(fēng)電場的電壓初始設(shè)定值值Uo，在不考慮風(fēng)電場內(nèi)部電壓損耗的情況下，所有風(fēng)機(jī)出口電壓都設(shè)為Uo，從而根據(jù)Uo、P計(jì)算出各臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功功率Qi以及整個(gè)風(fēng)電場的ΣQ。由于風(fēng)電場己經(jīng)計(jì)算出P、Q，因此可視為PQ節(jié)點(diǎn)，代入主系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算，得出風(fēng)電場電壓U，將設(shè)定值Uo與計(jì)算值U進(jìn)行比較，修正設(shè)定值，重新重復(fù)迭代，直至計(jì)算收斂。

由雙饋異步發(fā)電機(jī)組成的風(fēng)電場：當(dāng)雙饋異步發(fā)電機(jī)恒功率因數(shù)運(yùn)行時(shí)，要先根據(jù)風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制規(guī)律計(jì)算轉(zhuǎn)差率S，再計(jì)算風(fēng)電場發(fā)出或吸收的無功功率Q，然后以PQ節(jié)點(diǎn)形式代入主系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算迭代。當(dāng)雙饋異步發(fā)電機(jī)恒電壓運(yùn)行時(shí)，以PQ節(jié)點(diǎn)形式代入電力系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算。在某個(gè)設(shè)定風(fēng)速的計(jì)算完成后，改變設(shè)定風(fēng)速，進(jìn)行新一輪的計(jì)算。

從上述計(jì)算過程可以看出，穩(wěn)態(tài)含風(fēng)電場電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的結(jié)果，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)各風(fēng)速下系統(tǒng)的潮流計(jì)算分布情況表。其中風(fēng)電場零出力、最大、最小出力等3種情況需要著重關(guān)注。

動(dòng)態(tài)過程分析，一般采用仿真的方法。要考慮異步發(fā)電機(jī)、雙饋異步發(fā)電機(jī)等不同發(fā)電機(jī)的模型以及風(fēng)速、風(fēng)力機(jī)、槳距調(diào)節(jié)等環(huán)節(jié)，用仿真程序PSS/E、PSCAD、Matlab/Simulink、PSASP等進(jìn)行分析。分析的關(guān)鍵是各種風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型的選用。

分析風(fēng)電并網(wǎng)對主電網(wǎng)的影響，還需考慮風(fēng)電場無功問題。風(fēng)電場無功消耗包括：異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)消耗，雙饋異步發(fā)電機(jī)和直流永磁同步機(jī)沒有此部分;風(fēng)機(jī)出口升壓變壓器，由于整個(gè)風(fēng)電場升壓變數(shù)目眾多，有成百上千臺(tái)，疊加起來數(shù)量不小;風(fēng)電場升壓變電站主變壓器消耗等。對于由異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成的風(fēng)電場，應(yīng)考慮電壓穩(wěn)定性問題。如有必要，可采用動(dòng)態(tài)電壓控制設(shè)備。

三、風(fēng)電并網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)影響

風(fēng)電場的發(fā)電成本加上合理的利潤，構(gòu)成風(fēng)電的價(jià)格。2006年施行的<<可再生能源法>>中規(guī)定，電網(wǎng)企業(yè)必須全額收購可再生能源電量。費(fèi)用高于常規(guī)能源發(fā)電平均上網(wǎng)電價(jià)，其電價(jià)之間的差額附加到銷售電價(jià)中分?jǐn)偂?/div>

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國己建風(fēng)電場的電價(jià)水平在(0.46-1.2)元/(KWh)之間。目前，國內(nèi)風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)大概分為：成本利潤電價(jià);特許權(quán)招標(biāo)電價(jià);全省統(tǒng)一電價(jià)等三種。與火電相比，風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)較高。

風(fēng)電場出力的隨機(jī)性，可能造成如負(fù)荷跟蹤、頻率控制、備用容量、無功功率和電壓調(diào)節(jié)等電網(wǎng)輔助服務(wù)的成本增加，從而影響了電網(wǎng)企業(yè)的效益。

四、結(jié)束語

近年來，中國風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的高速發(fā)展有目共睹，隨著風(fēng)電裝機(jī)容量的不斷增長，風(fēng)電并網(wǎng)對主電網(wǎng)所帶來的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)影響越來越大，該領(lǐng)域的研究無論是對風(fēng)電發(fā)電商，還是對電網(wǎng)公司都愈顯其戰(zhàn)略重要性。

責(zé)任編輯：電小二

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