关键词：风电并网；电力系统；调度
面临环境恶化、非可再生能源紧缺的现状，风能作为新型的绿色发电能源逐步应用于电力系统，风力发电的发展，不仅有利于减少非可再生性能源的消耗，还可以有效降低环境污染，改善环境质量。为了解决风力发电系统的局限性，在大规模风电并网条件下必然要对风电场进行接入性测试，进而综合分析主网电力系统的调度情况，设计与制定出合理的风力发电场规划方案。
一、风能发电的局限性
1、不稳定性
由于受到风能自身属性的限制，其具有明显的不稳定性特点。具体表现为能源的不可控、风能产生较为随机，且风能的供应连续与稳定性差等，风的朝向及速度决定了发电机输出功率的大小。
2、不可储存性
风能的另一局限性是不可储存性，在独立发电机组单独运行过程中，必须配备专用的储能设备，进而为发电机组的持续运行提供保障。
3、电厂分部位置较为偏远
由于西北、华北以及东北地区的风能资源较为丰富，因此风电场主要集中于这些区域，与其他发电场相比，位置较为偏远。
二、大规模风电并网条件下的电力系统调度
1、运行稳定性
在大规模风电并网条件下，通常都采用无功功率的电能为风能发电场的正常运转提供支持，因此，会导致电网主干网络运行时电压的稳定性明显下降。基于这一情况，应在大规模风电并网之前，对风电场所的备用额度峰值以及波动值进行综合调控，对风电输入主网的功率比例予以严格的把控，进而为并网后主网的运行安全与稳定提供保障。
风力发电的输出质量会受到电压波动及闪变的影响。由于风能自身的不稳定以及风力发电机组的局限性会导致风力发电机组的风能输出成功率出现明显的波动。在机组启动瞬间，产生的电流远超于正常值，势必会对主网产生一定冲击，进而导致电压突然下降而引起局部主网的电压出现不稳的情况。在机组运行正常的情况下，自然因素也会对机组电能输出的稳定性产生一定影响，并导致主网电压不稳，进而使风电机组的电压出现明显的波动及闪变，致使与风电机组相连的公共连接点出现频繁短路的现象。如自然环境中的风速较高，风力发电机组无法承受时，风力发电机组会自行终止运行，因此，一旦发生所有机组同时退出的情况，必然会对局部供电网络的稳定性产生不利影响。同时，还应注意谐波问题的发生。谐波问题的产生基于两方面的原因，在恒速发电机组输入主网过程中，其电子装置会发生软启动进而产生短促、轻微的谐波；同时，变速机组输入主网时，其装置的突然启动也会产生谐波。变速机组是在整流以及逆变装置的作用下实现电网接入的，因此，一旦在电网接入过程中未能控制好电子装置切换的频率范围，就会出现与发电机组相连的补充电容以及电网主线路的电抗出现明显的谐振反应，进而导致出现极为严重的谐波反应。风电功率预测见下图1。.png)
图1 风电功率预测
2、发电计划及调度
在常规供电计划当中，是基于电源稳定以及电压承载性能可预测的情况下而进行发电机组的运转及电力输出的，一旦实现大规模风电并网，由于风力电厂的供电输出稳定性较差，会对整个供电计划的制定与执行产生明显的影响。因此，在大规模风电并网调整计划实施的同时，必须预测出未来24小时内的供电曲线。在进行每日供电计划的制定过程中，也要对不确定的变化情况进行预估，如承载量超负荷情况、发电机组突然停止运行的情况等。调度中心应提前下发风电场预测报告，同时还应将在线计划的调整方案及时通知给供电企业或各个电厂。
3、系统备用容量
系统备用容量会受到风电机组功率变化情况的影响。在风电功率的波动性符合总输出电网承载能力的情况下，风电功率会对输电波动的节峰值产生自然调节作用，如风电功率的波动性超出了电网的承载能力，必然会出现严重的调峰问题。在大规模风电并网条件下，总电网的可调峰容量可与负荷波动的输入功率相互抵消，进而可以有效改善风电并网后引发的问题。
4、电力系统异常频率
在电网体系研究当中，应采取科学的措施避免电力系统出现异常波动，进而对地区的供电产生消极影响。在电力系统的压力不断提升的背景下，电力系统的不稳定会导致其频率大幅上升。因此，应将风力系统的运行作为干扰生成源而进行分析，不仅可以采用实验分析法进行分析，也可运用快速评估法实时统计与监控电力系统的变化情况，进而有效消除大规模风力并网后电力系统的频率所受到的影响。技术人员应在风速模拟机以及算例模型等工具的辅助下，明确实验规范，利用统计法进行实验前后电力系统频率变化的分析，并分析风速以及风力对电力系统产生的影响，同时还应重点分析不同负荷状态时，相同风速对电力系统产生的影响。在风力发电机组并入电力系统后，电力系统的稳定性会受到发生变化，同时也会存在一定的安全隐患。研究表明，风速、风力以及电力系统都会对风力并网的稳定性产生影响，因此，必须对风速以及风力情况进行监测与控制，并对电网负荷水平进行合理掌控，消除大规模风电并网后电力系统的频率所受到的不利影响，进而提升电力系统的稳定性与安全性。
结语：由于风能具有经济环保的特点，其作为能源而应用于发电领域具有明显优势，发展潜力十分巨大。未来，风力发电会对传统的发电技术产生一定冲击，甚至会逐渐取代传统能源，但要实现大规模风电并网必须不断进行自身局限性的优化与完善，消除对电力系统产生的负面影响。由于大规模风电并网在世界范围内并无成功案例可作为参考，因此，未来还需对此课题展开更加深入的研究。
参考文献：
[1]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):172-173.
[2]聂永辉,王中杰,李江,等.大规模风电并网电力系统优化潮流[J].太阳能学报,2017(11):3180-3187.
论文作者:何流
论文发表刊物:《中国电业》2019年20期
论文发表时间:2020/3/10
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