谈风电并网对电力系统的影响

［摘要］在社会进步和发展的同时，自然环境持续恶化，严重威胁到人类的生存和发展。为了谋求更长远的发展，人类迫切需要开发新型能源，来支持人类社会建设和发展。就当前新能源开发现状而言，风能应用较为广泛，它以其独特的优势，成为当前最具发展前景的新能源之一。但是由于风能自身有着较大的局限性，其间歇性和随机性特点致使这种新能源无法广泛应用，也无法提供大量的电能。文章主要针对风电并网对电力系统安全稳定的影响进行分析，结合实际情况，就其中存在的问题，提出合理的改善措施。

［关键词］风电并网；电力系统；安全稳定；新能源

风能是一种新型的清洁能源，能够最大程度降低对自然环境的污染，但是由于风能自身有着较为突出的间歇性和随机性特点，致使风能发电同传统发电厂动力发电存在明显的差异。基于此，风能发电拥有传统发电机组所不具备的特性，并网建设后在一定程度上将会对电网系统正常运转产生影响。但就当前风电场建设现状而言，自身规模较小，以至于并网后产生的影响并不突出，随着风电场规模的扩大，风电并网对电网系统的影响必然随之扩大。由此看来，加强风电并网对电力系统安全稳定的影响研究，是十分有必要的。

1 对电网系统的冲击

就当前我国风力发电建设现状而言，总体规模和容量较小，风电场多采用异步发电机，这种发电装置没有独立的电磁装置，只能借助电网系统建立磁场，如果风电机组直接并网，可能在并网时产生较大的电压冲击，形成冲击电流。这一冲击电流同电网系统电压息息相关，如果风电场规模和容量不足，那么该冲击电流并不会影响到电网系统的正常运行，但如果风电场容量和规模逐渐扩大，那么在并网时产生的冲击电流将直接影响到电网系统正常运行，导致电压骤降，不利于电网系统的安全平稳运行。

［1］异步风电机组在工作过程中，会吸收电网系统大量无功功率，来建立自己的磁场，如果并网时产生的冲击电流是电网系统额定电流的6～8倍，则会导致电压直接下降到一个低水平，造成电网系统其他设备的故障，甚至会造成并网失败，破坏电网系统整体运行的稳定性。所以在并网后，应加强无功补偿设备的资金投入力度，保证电网系统正常运转，但同样，风电机组脱离电网系统同样会造成电压的瞬间升高，严重情况下超过正常电压的1/10。

2 对电压稳定的影响

就我国并网实际建设取得的成效来看，风电场并网对电网系统的主要影响在于电网系统的电压稳定性。就电力系统总体而言，无功功率是当前影响电网系统电压稳定的关键性因素，并网后风电场从电网中吸收无功功率，建立自己的磁场，可以看作是一个无功负荷，一旦风电机组装速过快，吸收的无功功率就会持续增加，而转速降低时，相应的吸收无功功率减小。

［2］究其根本，发生这种现象的主要原因是因为风力自身的特性，波动性较强，直接影响电压稳定。此外，如果风电机组电压下降，无功补偿下降，致使风电机组需要吸收更多的无功，那么电压将持续下降。由于风电场并网后直接接入到电网系统的末端，但也有的风电场直接接入到配电网，可能会导致配电网电流流动方向以及规律改变。如果电网系统电流方向发生逆转，可能会引发继电保护装置的启动，加之电网注入功率增加，严重情况下会造成电网电压以及功率超出安全标准，电压骤降或提升，致使电网系统崩溃。

3 对电能质量的影响

风电场无功功率输出波动性较大，将直接影响到电网系统电压稳定以及电能输出质量，就风电场对电网系统电能质量的影响有两个方面。

其一，降低风电场并网瞬间对电网系统的冲击，可以采取软启动方式，需要加强软启动相关设备的管理，晶闸管运行故障可能会产生次谐波;

其二，风电场并网瞬间如果电流持续变换，会加剧换流器的运行负荷，产生大量谐波，促使风电场吸收更多的无功功率，造成电网系统电压降低。

4 对继电保护装置的影响

我国传统电网主要采用电力分配系统，将产生的电能借由电力系统传输到各个负荷，保持单向传输，但是风电场并网后，将改变传统电能传输方式，实现双向传输。为了防止风电机组投产对自身设备造成损坏，对电网系统安全稳定产生冲击，应保持风电机组电动机状态下运转，降低系统运转负荷。如果有较大的风电场并入电网系统，电网系统需要重新评估短路电流大小，检测短路容量，确保短路容量在并网后仍然能在断路器承受范围内，规避短路电流出现而无法解决的问题。

5 结论

综上所述，近年来，我国在风力发电方面投入了大量的人力、物力和财力，在实际建设中取得了一定成绩，但是从总体上来看，风力发电量占总发电量比例仍然较小，尚未赶上发达国家风力发电水平。由此，就其中存在的问题，应继续加大资金投入和科研力度，从而满足人类社会持续发展的战略需求。

参考文献:

［1］汪宁渤，马彦宏，王建东.大规模风电集中并网对电力系统安全稳定的影响［J］．电力建设，2011(11):77－80.

［2］卢焕丽，康积涛，罗强.风电并网对电力系统电压稳定的分岔影响［J］．中国电力，2014(1):75－80.

［3］杨家然，罗晓芬.浅谈大规模风电接入对电力系统的影响［J］．电气开关，2013(4):11－14.

作者：张国慨      单位：中核甘肃风力风电有限公司