风电并网对电力系统有何影响(2)

　　3 风电并网对电网稳定性的影响

　　目前，世界上主流的发电机组的额定容量一般为1.5～3 MW，单台风力发电机组的最大额定容量可达7 MW，风电场具有更大的装机容量。随着风电装机容量在各个国家电网中所占的比例越来越大，对电网的影响范围从局部逐渐扩大。

　　3.1 电压稳定性问题

　　电压稳定性是指电力系统在正常运行中受到扰动后，维持系统中所有母线电压在可接受水平的能力。当系统遭遇扰动，负荷的用量增加或改变系统条件时，引起电压连续的并趋向于失控的衰减，系统由此进入电压不稳定的状态。引起不稳定的根本原因是电力系统的无功功率无法满足需求。这可能是因负荷的变动而引起的，也可能是因联络线上的功率过大，超过了自然功率，进而导致线路中无功损耗急剧增大。

　　目前，国内风电场通常采用无功补偿的方式，即在风力发电机组出口安装并联电容器组来保证系统电压的稳定。由于并联电容器补偿通过电容器组的投切实现，调节特性呈阶梯性，补偿效果受限于电容器组数及每组电容，响应速度慢，无法对无功进行平滑调节。因此，电力系统中常用无功补偿器(SVC)、静态同步补偿器(STACOM)等动态无功补偿设备控制电网暂态电压。

　　3.2 频率稳定性的问题

　　电力系统频率的稳定性是指系统因发生了较大扰动，比如发电机停机、甩负荷等，而出现了有功功率不平衡的现象时，在自动调节装置的作用下，全系统频率或解列后的子系统频率能保持在允许范围内或不降低至危险值以下的能力。要想整个电力系统在一个同步的频率下运行，则产生的电能和消耗的电能必须是平衡的。频率反映了整个系统中能量的产生和消耗是否平衡。如果电力系统中发出的电能过剩，同步发电机将加速，系统频率提升;反之，发电机将减速，系统频率下降。

　　不同类型的风力发电机组的结构不同，接入电网后对电网频率稳定性产生的影响也不尽相同。恒速风力发电机组采用感应发电机将风轮机转子上产生的机械能转化为电能，此类型的发电机组的频率控制和电压调节比较困难。然而，由于转速与系统频率之间通过变速箱具有了耦合关系，当系统频率下降时，能向电网提供惯性响应，响应的大小由储存在转子上的能量和频率的变化率来决定。在变速风力发电机组中，直驱式同步发电机风电机组可将风能转化为电能，并通过电力电子装置并入电网。基于双馈感应发电机(DFIG)风电机组，其定子侧可直接接入电网，转子侧可通过电力电子装置接入电网。大量电力电子装置的使用使变速风电机组的机械功率和电磁功率解耦，当电网频率发生变化时，无法向系统提供任何惯性响应。

　　4 结束语

　　本文主要对风电大规模并网后所引起的电能质量问题和系统稳定性问题进行了分析和探究。风能作为一种清洁的新能源，对我们社会的发展与环境保护具有重大的意义。然而，在利用风能发电的过程中，仍存在一些问题亟待解决。只有更好地解决输电配电问题，才能为用户提供更高质量的电能。只有这样，风电行业才能在今后的电力产业中走得更远。

　　参考文献

　　[1]中国可再生能源学会风能委员会.2104年风电装机容量统计[J].风能，2015(02).

　　[2]杨扬.风电接入对电压稳定的影响分析[J].科技创新与应用，2015(08).

　　[3]马祥，米渊，马晓宁.风力发电并入大同电网对电网的影响分析[J].中国电力教育，2014(09).

　　[4]魏巍，关乃夫，徐冰.风力发电并网技术及电能质量控制[J].吉林电力，2014(05).

　　阅读期刊：《电力系统保护与控制》

　　《电力系统保护与控制》，原刊名《继电器》，创刊于1973年，是由许昌开普电气研究院(原机械工业部许昌继电器研究所)主管、主办的全国性电工技术类科技期刊，刊期为半月刊，文种为中英文，每月 1 日、 16 日出版，国内外公开发行。

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