浅析风电并网对电网影响

2017-07-27 10:24:35 大云网　点击量：评论 (0)

风力发电的主要特点是随机性与不可控性，主要随风速变化而变化。因此，风电并网运行对主电网运行带来诸多不利影响。分析风电场并网对电网影响是风电事业发展的关键技术问题，同时也是电网部门安全、经济运行的一

由于不同的风电机组的工作原理、数学模型都不相同，因此，对不同类型风电场的潮流计算方法也有所差异。对于异步发电机组组成的风电场。采用风电场、主系统分别迭代的方法：首先要设定风速，取值范围为风机切入风速到切出风速之间。考虑尾流效应，利用RAHMAN模型计算出各台风机轮毂处风速。根据各台风机功率风速曲线，计算出各台发电机出力P，以及整个风电场ΣP。

再设风电场的电压初始设定值值Uo，在不考虑风电场内部电压损耗的情况下，所有风机出口电压都设为Uo，从而根据Uo、P计算出各台风机的无功功率Qi以及整个风电场的ΣQ。由于风电场己经计算出P、Q，因此可视为PQ节点，代入主系统进行潮流计算，得出风电场电压U，将设定值Uo与计算值U进行比较，修正设定值，重新重复迭代，直至计算收敛。

由双馈异步发电机组成的风电场：当双馈异步发电机恒功率因数运行时，要先根据风力机转速控制规律计算转差率S，再计算风电场发出或吸收的无功功率Q，然后以PQ节点形式代入主系统进行潮流计算迭代。当双馈异步发电机恒电压运行时，以PQ节点形式代入电力系统进行潮流计算。在某个设定风速的计算完成后，改变设定风速，进行新一轮的计算。

从上述计算过程可以看出，稳态含风电场电力系统潮流计算的结果，实质上是一个各风速下系统的潮流计算分布情况表。其中风电场零出力、最大、最小出力等3种情况需要着重关注。

动态过程分析，一般采用仿真的方法。要考虑异步发电机、双馈异步发电机等不同发电机的模型以及风速、风力机、桨距调节等环节，用仿真程序PSS/E、PSCAD、Matlab/Simulink、PSASP等进行分析。分析的关键是各种风力发电机模型的选用。

分析风电并网对主电网的影响，还需考虑风电场无功问题。风电场无功消耗包括：异步风力发电机消耗，双馈异步发电机和直流永磁同步机没有此部分;风机出口升压变压器，由于整个风电场升压变数目众多，有成百上千台，叠加起来数量不小;风电场升压变电站主变压器消耗等。对于由异步风力发电机组成的风电场，应考虑电压稳定性问题。如有必要，可采用动态电压控制设备。

三、风电并网的经济影响

风电场的发电成本加上合理的利润，构成风电的价格。2006年施行的<<可再生能源法>>中规定，电网企业必须全额收购可再生能源电量。费用高于常规能源发电平均上网电价，其电价之间的差额附加到销售电价中分摊。

据统计，全国己建风电场的电价水平在(0.46-1.2)元/(KWh)之间。目前，国内风电上网电价大概分为：成本利润电价;特许权招标电价;全省统一电价等三种。与火电相比，风电上网电价较高。

风电场出力的随机性，可能造成如负荷跟踪、频率控制、备用容量、无功功率和电压调节等电网辅助服务的成本增加，从而影响了电网企业的效益。

四、结束语

近年来，中国风力发电事业的高速发展有目共睹，随着风电装机容量的不断增长，风电并网对主电网所带来的技术和经济影响越来越大，该领域的研究无论是对风电发电商，还是对电网公司都愈显其战略重要性。