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摘要：风能虽然是一种清洁、可再生并且发展潜力巨大的新型能源，但它也有自身不可避免的缺陷，相比于水力能源的集中性和可操作性，风力发电的稳定性与之比较均逊色不少。风电想并入电网，势必因为其自身缺陷，对对电力系统调度运行产生一定的影响。
关键词：风电并网；电力系统；调度运行；影响
伴随经济发展，电能消耗不断增加，如果沿用传统火力发电形式，则将增加不可再生资源的消耗，同时产生严重污染，所以风力能源以其清洁无污染的优势逐渐发展起来。现阶段，在电力应用上，绿色环保型发电能源占据重要地位，这也促进了风力发电的发展。风力发电一方面可以使不可再生资源的消耗得到降低，另一方面可以避免产生大量污染，使环境质量得到提升，但风能本身也有一定不足之处，所以在风力发电中大量应用了机组，要想实现大规模的风电并网，则需要合理地规划和设计，尽量保证电力系统调度的顺利进行，使电力系统稳定、安全运行。
1 风电并网方式
当前主要的风力发电机组并网方式包括：
1.1直接并网
此并网方式在并网的瞬间存在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。
1.2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。
1.3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沮。
1.4软并网技术
发电机与系统之间基于双向晶阐管实现联通；（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 风电并网的局限性
2.1风能的不稳定性
不稳定性是因风力发电过程性本质属性所决定的。风电的不稳定性主要表现为能源的不可控性、随机性、间歇性，发电机输出电力大小完全取决于风的朝向和速度。
2.2 风能的不可储存性
不可储存性是风能的又一局限性，因此在独立发电机组单独运行时，应配有相应的储能设备以保证发电机组持续不间断运行。
2.3电厂分部位置偏远
我国的大多数的风电场都集中在西北、华北和东北地区，这些地区风能资源非常丰富，然而风力发电场所在的地理位置相对于其他发电厂而言比较偏远。
3风电并网对电力系统调度运行的影响
风能作为一种可再生能源，由于技术比较成熟，可形成规模开发，近年来得到了迅速发展。我国风电装机规模不断增加，大规模风电并网对电力系统产生的影响将逐渐突出，由此带来的相关系统问题将成为风电发展的主要制约因素之一。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆风能资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的，如电压偏差、电压波动和闪变、谐波等，可能对电力系统调度运行造成影响。
3.1电力系统稳定运行受到影响
风电并网对电网稳定性的影响，是指风电并网对电网暂态稳定性的影响。在风电装机比例较大的电网中，由于改变了电网原有的潮流分布、线路传输功率和整个系统的惯量，因此风电接入后电网的稳定性会发生变化。若电网规划同风电规划存在不协调情况，便会限定电网风能的接纳能力，从而严重影响电力系统的稳定性，导致电网出现多种不稳定问题，具体表现为如下方面：第一，调峰调频容量问题，通常情况下，风力发电系统不实施调峰操作，在并网过程中多应用软并网方式，但是在系统启动过程中，会出现冲击电流较大的情况。因此在大规模并网情况下，大量风电机组解列会严重影响电网运行稳定性。同时，当风速较大时，会增加系统有功功率的输入，导致风电场母电电压处于先增后降状态，扩大了电力系统和风电场之间的等值阻抗，使得电压处于明显波动状态，不利于电力系统的稳定运行；第二，无功电压问题，现阶段，我国风力发电系统中应用的风力发电机类型较多，其中以异步风力发电机应用较为广泛，其具有定速恒频特点，在实际运行中转速恒定，但是对风能转换控制不佳，因此在并网后会从电力系统吸收无用功，进而增加了电力系统的无功负担，降低了电力系统的稳定性；第三，电能质量问题，风电场并网运行会在一定程度上影响电能质量，主要包括电压、频率、谐波、电压波动和闪变以及电压暂降等几个方面，其影响程度与风电机组的类型、控制方式、风电场布置、所接入系统的短路容量以及线路参数等诸多因素有关。随着风电场的容量越来越大，这种影响也越来越大。电压偏差问题属于电网的稳态问题，大幅度波动的风速引起风电机组出力波动较大，所以风电功率的波动导致电网内某些节点电压偏差超出国家标准规定的限值；风电系统受外部环境和自身特殊性影响，其谐波污染较为严重，并对电网电能质量造成不良影响，其中尤以变速风力发电机影响最为严重，在运行中需接入电力系统，且在具体操作时需使用逆变装置和整流装置，从而增加了谐波污染的可能性；风电厂并入系统中，其容量在电网的总容量中所占的比例甚微，对电网频率的影响很小，但是应考虑到如果风电并入到一个小的孤立的电力系统，当失去风电出力后，，在常规机组经过一次、二次调频后该系统的频率的降低将有可能突破一般允许的频率偏差范围。
3.2电力系统发电调度和计划受到影响
在传统常规供电计划中，只有电源和电压均处于稳定状态，可以对其承载性进行预测，实现发电机组的常规运行和常规化输出，但对电力系统而言，风力发电场的大规模并入，风力电厂不稳定的输出供电则会对其产生不良影响，在此种不稳定状态下制定和落实供电计划将受到影响，所以若在主干电网中并入风电场，这一调度计划实行过程中需要预测出未来24小时的供电曲线，并在日供电计划中估算出发电机组计划之外的异常停运以及承载量的范围预期等，并在调度中心开始调度之前30分钟将风电场在线计划校正以及预测报告提供给电厂和供电企业。
3.3电力系统备用容量受到影响
风电接入给电网带来的调度问题及额外备用容量的要求完全是由于风的随机及间歇特性引起的。对于风电机组来说，其备用系统容量直接受到功率影响，若风电功率波动性符合总输出电网负荷，则可以达到输电波动节峰值的自动调节作用，反之电网输出过程中峰值调节问题将变得严峻，因此在风能电厂逐渐向供电网络进行并入之后，可以利用使负荷波动得到平衡的输入功率与总电网可用调峰容量相抵以改善风电并网中存在的问题。在风电功率无法预测时，电网必须按比较保守的方案为风电留出足够的备用容量以平衡风电功率的波动；而当风电功率可以预测并且有足够的精度时，将风电功率作为负的负荷叠加到负荷预测曲线上，就可以像传统的电力系统调度方式一样根据预测的负荷与风电功率安排常规机组的发电计划，从而优化发电机组的开机组合，降低整个电网运行的费用。
4总结
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。
风能属于新型能源，同时也是环保型能源，不仅具有潜在价值，同时具备发展潜力，风力发电与其他发电技术相竞争，并逐渐取代传统能源，这就需要大规模的风电并网，但是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，因此，但在风电并网过程中要对风电提出了更高要求，针对风力发电的不稳定性、不可储存性，加上电厂位置偏远，需要对其这一系列局限性进行有效完善，尽量消除或降低其局限性对电力系统调度运行产生的不良影响。
参考文献：
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[2]董锴，易仕敏，郑钢，等.风力发电研究现状与接入系统后的影响分析[J].广东电力，2009，22（9）：17-20.
论文作者:周勇1,刘平2,卢振宇3,张庆4
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/28
标签：风电论文; 电网论文; 电力系统论文; 风能论文; 机组论文; 功率论文; 风力发电论文; 《电力设备》2018年第21期论文;