(中广核钟山风力发电有限公司 广西南宁 530025)
摘要：在经济的快速发展下，人们越来越重视环保，并且已经逐渐推广与应用太阳能发电、风能发电等清洁能源，其也是未来电力能源发展的主要趋势。虽然在运用风能发电上已经取得不错的成绩，但仍然需要提升科学水平来解决其中存在的稳定性、质量、发电规模等问题。本文主要分析了电力系统受风力发电并网的主要影响，并提出了解决风力发电对电网影响的有效措施，希望能给业界人士提供一定的建议，从而促进我国风力发电行业的长远发展。
关键词：风力；风力发电；发电质量；稳定性
前言：随着我国不断开发和利用各种新能源，越来越突出了风能发电的优势。现阶段，风能发电效率得到了大大提高，在其技术的不断发展下，经济效益愈加凸显，有效降低了风能利用成本。而在环境保护方面，风能不会影响到周围自然环境，属于清洁无污染能源，环保效益较为显著。但是国家电网与大规模风力发电并网，还需要进一步研究，并找到有效措施，解决所存在的技术问题。
1.电力系统受风力发电并网的主要影响
一些先进国家已经在国家电网中并入了风力发电系统，并取得了不错的成绩。但是现阶段，我国很难将这些先进国家经验借鉴到并网运行中来，因为国外电网系统和我国国家电网存在一定差异。以下就是风力发电并网中存在的问题，还需要我们对其进行深入的研究与探讨。
1.1发电质量受电压波动和闪变的影响
风力大小不确定性就是影响风力发电的最大因素，导致电压闪变、波动等问题存在于发电机组运行过程中，电网电能质量会受到电压闪变和波动的直接影响，严重威胁了整个电网的效率与安全性。另外，风电发电机组的在操作过程中，如关闭、运行、启动时，也会产生电压闪变与波动问题。若设计风电机组大功率电力电子器件时不够科学合理，就会引发电压波畸变，对电网输入谐波电流，进而导致产生一系列问题。所以，在并网后，这些闪变与电压不稳定问题就会影响电网稳定运行与安全性，无法保证整个电网的发电质量。
1.2风力发电规模设计存在的不足
随着经济的不断发展，风力发电也得到了前所未有的进步，但总的装机容量与发电规模无法与国家电网总的装机容量形成比例，在构成电力系统过程中并没有起到什么作用。通常主要在地广人稀、气候恶劣等西部地区，分布集中风力资源，在大规模开发运行风力发电时，由于该地区用电负荷量不高，就会给电力系统带来较大压力，严重制约了我国风力发电的进一步发展。另外，西部地区的气候条件也会对风力发电造成一定的影响。现阶段，虽然我国采取了风功率预测系统来促进风电安装，但电力生产仍然无法得到保障，会受到自然因素的直接影响，对于国家电网而言，有很多不确定因素存在于其和当地电力系统中，主要是无法形成有效电力调配，从而构成了安全隐患。同时，风力发电规模也受到了此因素的严重制约，要想进一步扩大风力发电规模，就必须对其进行深入的研究与分析。
1.3无法有效运转保护装置
由于机组受风速影响较大，在风电发电机组运行过程中，经常发生对接触器的损害，因此，在必要时应进行补充运行，适当安装电动机设备，但是，国家电网与风力发电机组之间，在此情况下，有时会出现双向流动。若没有对这种情况进行充分考虑，那么在设计风力发电机组系统时，就会损害原有的保护装置。在各种故障在风力发电组中产生时，机组保护装置可以借助没有形成的这一部分短路电流进行运行，并对故障因素进行准确的查找，但在最初设计过程中，并没有充分考虑到这种保护装置，导致在风力发电系统故障时，保护装置的作用无法充分发挥出来。
1.4对电网稳定性的影响
通常在电网末端建立电网与风力发电机组并网点，导致潮流分布的改变及逆向电流流向等问题存在于向电网输电过程中，就会造成风力发电机组对一定范围内的线路及局部电站施加压力，这是之前没有遇到和考虑的问题，最终会导致输电线路崩溃。另外，由于是异步发电机组功率输出，在风力发电机组向电网发电时，会从国家电网吸收无功功率，所以，需要安装先进的SVG设备或传统的（SVC或SVG）动态无功补偿装置进行校正，以此来对发电机组的无功功率损失进行补偿。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在风力发电规模的不断扩大下，对于国家电网而言，风力发电机组对其的影响也随之增长，特别是对电网的冲击性，随着风力发电机组的不稳定因素而不断增大，一旦放松就会使国家电网系统失去稳定性，使其陷入混乱状态。
2.解决风力发电对电网影响的有效措施
2.1对电能质量进行增强
只有采取有效措施对电网结构进行改善，才能对风电系统并网后的电网供电质量进行有效提高。影响风电系统闪变与电压的重要因素，就是并网后的电网线路与连接点短路，其中风电系统的电压闪变与波动和公共连接点短路点形成反比，电压闪变与波动，在短路越大时就会越小。在对电压闪变与波动进行有效降低过程中，可安装合适的电网线路。使用电子装置，将电网受到风电场并网的影响降到最低。
2.2对发电厂规模设计体系进行完善
为了对整体发电场规模的优化有效性进行提高，在实际建立管理体系时，应对具有权威性的管理机制进行积极构建，统筹分析风力发电项目规模，有效落实电场短路容量比，并将这些内容作为计算标准与评价依据。其中网络结构强度就是短路容量，而风力发电注入功率电流灵敏度主要通过风电场接入点容量来反映。在对其常规化管理过程中，要保证管理要求与管理渠道的稳定性，对系统化的项目管控措施与处理机制进行积极构建，进而保证其的运行稳定性与安全性。有效分析大型并网风电场的动态特性，关注其运行效率，结合动态仿真连接方式与优化风荷过载能力。
2.3设计保护装置
可从三个方面入手：一是从终端变电站进行整定与安装；二是通过低压保护、孤岛保护等措施，在具体过程中，断开与电网的联系，逐一排除发生故障的风电机组，等恢复正常后，连接使用；三是，这种装置的功效稳定性，在风力发电的规模不断扩大下，无法及时发挥作用，会受到一定影响。
2.4对电网的稳定性进行提高
要想对整个电网的稳定性进行有效提高，就需要通过计算风电场输出无功功率及有功功率受到风速和负荷变化的影响，并对分组投切电容器进行安装，但对于连续波动的电压，这种电容器无法进行调节，为了能对无功补偿功率的大小进行调节，可选择安装静止无功补偿器，并提供相应的电压，支持连续性的电压波动，以此来提高整个系统性能稳定性。除此之外，SMES超导储能装置也是必须要安装的，其可以快速吞吐有功功率，装置能量密度较高。SMES通过GTO双桥结构换流装置可以在四象限对无功功率和有功功率进行灵活地调节，有效补偿系统功率不足的地方。从而对输出功率的波动进行大大降低，提高电网稳定性，使电压更加稳定。
结束语：
综上所述，针对现阶段存在于风力发电并网中的问题，通过借鉴先进国家经验与多年实践总结，取得了一定成效，只有降低风力发电系统对国家电网的影响，才能将风力发电功效真正发挥出来，同时，还需要不断采用新装备与技术，加大对其的研究力度，从而大幅度降低风力发电对电力系统的影响。
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论文作者:罗赵英
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/18
标签：风力发电论文; 电网论文; 电压论文; 电力系统论文; 稳定性论文; 功率论文; 机组论文; 《电力设备》2019年第8期论文;