大規(guī)模風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)電壓的影響及應(yīng)對(duì)措施

徐泳淼 林權(quán)

摘要 近些年來，伴隨著用電器的不斷出現(xiàn)與更新?lián)Q代，我國(guó)居民對(duì)電力供應(yīng)的需求不斷增加。與以往單一的火力發(fā)電不同，如今，我國(guó)已經(jīng)開始運(yùn)用多種方式進(jìn)行發(fā)電，如風(fēng)力發(fā)電，水力發(fā)電等。其中，風(fēng)力發(fā)電由于其更加環(huán)保、節(jié)能，符合可持續(xù)發(fā)展的需求，因此，風(fēng)力發(fā)電是我國(guó)當(dāng)今重要的發(fā)展與研究對(duì)象。但是，風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)用也存在著一些顯著的缺陷，如風(fēng)力發(fā)電的接入對(duì)我國(guó)當(dāng)前的電網(wǎng)電壓有著不小的負(fù)面影響。因此，風(fēng)力發(fā)電的大范圍推廣與應(yīng)用還面臨著不小的問題。本文針對(duì)大規(guī)模風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)電壓的影響及無功補(bǔ)償分析等問題展開進(jìn)一步的分析與探討。

【關(guān)鍵詞】大規(guī)模風(fēng)電接入 電網(wǎng)電壓穩(wěn)定 無功補(bǔ)償分析

近年來，科技的發(fā)展呈現(xiàn)出日新月異的態(tài)勢(shì)，在這樣的趨勢(shì)之下，人們對(duì)于電力資源的需求也在不斷地增加。但是，自然資源的有限性與人來需求的無限性是相互對(duì)立的，在人們對(duì)自然資源的不斷索取的情況下，自然環(huán)境進(jìn)一步惡化，自然資源也在不斷的減少。面對(duì)著這樣的情況，人們開始尋找新的資源，這時(shí)候，可再生能源走入了人們的視線，人們開始越發(fā)重視可再生能源的開發(fā)與利用。而風(fēng)力發(fā)電正是目前人們已經(jīng)掌握并開始運(yùn)用的可再生能源中的重要的一個(gè)部分。近年來，我國(guó)在風(fēng)力發(fā)電方面投入了大量的人力、物力與財(cái)力，同時(shí)也取得了顯著的成果。相對(duì)十幾年前而言，如今的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)已經(jīng)在整個(gè)宮殿行業(yè)中占據(jù)了相當(dāng)一部分的比例，為我國(guó)的電力供應(yīng)做出了顯著的貢獻(xiàn)。但是，由于風(fēng)力發(fā)電很大程度上是取決于風(fēng)力的大小，依靠自然環(huán)境進(jìn)行發(fā)電，無法進(jìn)行人為的控制。而就自然界而言，自然界的風(fēng)力是不穩(wěn)定的，因此，風(fēng)力發(fā)電所產(chǎn)生的電力也是不穩(wěn)定的，并且目前難以進(jìn)行人為的控制與穩(wěn)定。所以，大規(guī)模的風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性具有極大的影響，使電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性大幅度的下降。

1 對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

1.1 風(fēng)電接入對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)而言，實(shí)際上是有利有弊的

當(dāng)風(fēng)力發(fā)電的規(guī)模較小的時(shí)候，由于整體的功率和負(fù)荷都是較小的，因而就會(huì)降低因電阻而造成的電力損失，這時(shí)候，風(fēng)力發(fā)電的接入對(duì)于電網(wǎng)電壓整體而言是能夠起到一定的穩(wěn)定的作用的，但是這也僅僅只限于風(fēng)力發(fā)底單的規(guī)模較小的情況之下的，而一旦風(fēng)力發(fā)電的規(guī)模較大的時(shí)候，情況則會(huì)有所不同。當(dāng)接入的風(fēng)力發(fā)電廠規(guī)模較大的情況下，由于風(fēng)力的變化導(dǎo)致的產(chǎn)生電能的波動(dòng)變化幅度也會(huì)增大，風(fēng)力發(fā)電機(jī)所吸收的無功變化受到影響，同時(shí)，這樣大幅度的變化之下，對(duì)于電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性就將造成極大的沖擊。所以，電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性，與接入的風(fēng)電設(shè)備是有著非常緊密的關(guān)系的，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的型號(hào)、功率不同，接入電網(wǎng)得位置的變化、風(fēng)力發(fā)電機(jī)接入規(guī)模的不同等，都將對(duì)電網(wǎng)電壓造成不同規(guī)模的影響，而究竟產(chǎn)生的影響是好是壞，還要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行綜合判定。

1.2 風(fēng)力發(fā)電的接入，對(duì)于電網(wǎng)的保護(hù)裝置也具有極大的影響

為了能夠?qū)φ麄€(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行更好的控制與保護(hù)，電網(wǎng)系統(tǒng)一般都安裝有一定的保護(hù)裝置，以便于在發(fā)生故障指示能夠及時(shí)的切斷一定的電路己達(dá)到保護(hù)電路的目的。但是在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備接入之后，由于風(fēng)力發(fā)電的不穩(wěn)定性，電壓會(huì)產(chǎn)生大幅度的變化，這對(duì)于電網(wǎng)的保護(hù)裝置而言具有一定的影響。風(fēng)電設(shè)備的接入，會(huì)長(zhǎng)期使得電網(wǎng)電業(yè)產(chǎn)生大幅度的波動(dòng)，而在這樣大幅度的波動(dòng)的情況之下，原有的電壓保護(hù)裝置如何對(duì)風(fēng)電設(shè)備這樣特殊的情況進(jìn)行判斷并做出反應(yīng)，是當(dāng)前面臨的一大難題。如果在裝備沒有出現(xiàn)故障的情況下而將其誤判為故障的產(chǎn)生，那么必然會(huì)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，但是如果不能及時(shí)的對(duì)故障作出判斷并采取措施的話，也將會(huì)造成極為不利的后果。所以，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的接入么很有可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)原有的保護(hù)裝置造成一定的影響，致使保護(hù)裝置不靈敏甚至失效，這對(duì)于電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性與安全性而言，是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

1.3 大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)的接入對(duì)于電網(wǎng)電壓系統(tǒng)而言，造成的影響并不是固定的

事實(shí)上，大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)接入對(duì)于電網(wǎng)電壓系統(tǒng)所造成的影響，取決于風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)模及其在電網(wǎng)系統(tǒng)中所占的比例大小。當(dāng)它所占的比例較小的時(shí)候，它對(duì)于電網(wǎng)電壓所造成的影響是不大的，甚至有一定的穩(wěn)定作用，但是，當(dāng)它所占的比例較大的時(shí)候，風(fēng)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電力波動(dòng)對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)的影響將是巨大的，當(dāng)風(fēng)電設(shè)備發(fā)電波動(dòng)較大時(shí)，甚至可能導(dǎo)致電網(wǎng)電壓系統(tǒng)的l部分設(shè)備受到波及，無法正常進(jìn)行工作。

2 提高電壓穩(wěn)定性的措施

在上文中，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電對(duì)電網(wǎng)電壓系統(tǒng)所造成的的影響進(jìn)行了分析，由于風(fēng)力發(fā)電的來源是自然界的風(fēng)力，無法進(jìn)行認(rèn)為的操控，因此風(fēng)力發(fā)電所產(chǎn)生的電能是極為不穩(wěn)定的，這樣我就造成了風(fēng)力發(fā)電的大幅度波動(dòng)對(duì)于電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性和安全性的產(chǎn)生了巨大的影響。那么在這樣的情況下，就必須采取一定的措施，來提高電網(wǎng)電壓的安全性與穩(wěn)定性。

經(jīng)研究，要提高電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性與安全性，利用二級(jí)電壓控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控是有效的措施之一。因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電導(dǎo)致的電壓大幅度波動(dòng)對(duì)于電網(wǎng)電壓系統(tǒng)，尤其是樞紐節(jié)點(diǎn)的沖擊是非常大的，而此時(shí)，如果有效的對(duì)二級(jí)電壓系統(tǒng)加以運(yùn)用，就能夠有效的進(jìn)行調(diào)控，達(dá)到穩(wěn)定電網(wǎng)電壓的目的。除此之外，風(fēng)電場(chǎng)的低電壓穿越能力對(duì)于電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性也具有重要的意義，如果風(fēng)險(xiǎn)敞的電網(wǎng)電壓出啊按月能力不足，那么在發(fā)生一定故障的時(shí)候，將會(huì)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)造成嚴(yán)重的損失。因此，有必要提高風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)的低電壓穿越能力。

3 結(jié)語(yǔ)

風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展對(duì)推動(dòng)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義，而就目前而言，電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性還不足以承載風(fēng)電的大規(guī)模推廣使用。要進(jìn)一步發(fā)展風(fēng)電，還需要不斷地改進(jìn)與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]余洋，陳盈今，劉立卿.大規(guī)模風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性影響的研究[J].電力科學(xué)與工程，2010，26 （04）：1-4.

[2]侯耀飛，丁劍，李廣凱.大規(guī)模風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)電壓的影響及無功補(bǔ)償研究[J]，電器與能效管理技術(shù)，2012 （22）： 46-51.

[3]劉文穎，郭鵬，但揚(yáng)清，含大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)的雙時(shí)間尺度無功協(xié)調(diào)控制[J]，可再生能源，2016，34 （12）：1811-1818.

[4]許曉艷，馬爍，黃越輝.大規(guī)模風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性影響機(jī)理研究[J].中國(guó)電力，2015，48 （03）：139-143。