風(fēng)力發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響分析

姚春霞 白永忠

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源結(jié)構(gòu)也在不斷完善。從我國(guó)很長(zhǎng)一段時(shí)間的能源供給來看，都在使用不可再生資源。同時(shí)在能源的使用中，由于技術(shù)限制，能源的利用率也并不是很高，也加劇了能源的浪費(fèi)，造成了很嚴(yán)重的生態(tài)影響?，F(xiàn)如今，針對(duì)這一問題，諸如風(fēng)力資源等清潔能源不斷發(fā)展，并已經(jīng)取得了一定的成就。有關(guān)部門要進(jìn)一步加大對(duì)風(fēng)力發(fā)電的重視程度，不斷完善技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、政策支持，切實(shí)提高風(fēng)力資源的利用效率，實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展。對(duì)此，本文主要結(jié)合電力系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電的影響情況分析以及優(yōu)化與完善電力系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電效果的具體措施，從多個(gè)角度出發(fā)，提出具體的可行性方法。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;電力系統(tǒng);影響分析;優(yōu)化措施

從電力系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電的影響情況來看，主要體現(xiàn)在如下方面：電力系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電發(fā)電站規(guī)模對(duì)電力系統(tǒng)的影響;電力系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電對(duì)電能質(zhì)量的影響;電力系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電對(duì)電能穩(wěn)定性的影響。相關(guān)部門與相關(guān)人員要進(jìn)一步落實(shí)好風(fēng)力發(fā)電的具體要求，結(jié)合問題成因，制定更為有效的改進(jìn)措施。從而不斷提高工作展開的效率和質(zhì)量，切實(shí)發(fā)揮出風(fēng)力發(fā)電的作用，實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，本文針對(duì)問題，探討風(fēng)力發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響。

一、電力系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電的影響情況分析

（一）電力系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電發(fā)電站規(guī)模對(duì)電力系統(tǒng)的影響

近些年隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。尤其是在系統(tǒng)化的電網(wǎng)管理結(jié)構(gòu)中，風(fēng)電裝機(jī)容量的占比通常是比較小的，即便注如了風(fēng)力發(fā)電所需要的電能，也不會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較大的影響。對(duì)此，在很多風(fēng)力發(fā)電的項(xiàng)目中，也并不會(huì)針對(duì)發(fā)電廠的規(guī)模進(jìn)行限制和標(biāo)注。但是，在一些具有更豐富風(fēng)能資源的地區(qū)中，考慮到其地理位置和市中心的差距，電網(wǎng)的容量往往不是很大，同時(shí)電網(wǎng)自身所具備的抗干擾能力也比較弱。因此，便導(dǎo)致了風(fēng)力資源在不可控性和隨機(jī)性上的偏差。同時(shí)，在不可控性和隨機(jī)性的基礎(chǔ)上，也缺少對(duì)風(fēng)力功率進(jìn)行集中預(yù)測(cè)的技術(shù)，進(jìn)一步加劇了二者之間的相互影響。

（二）電力系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電對(duì)電能質(zhì)量的影響

從風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目對(duì)電能質(zhì)量產(chǎn)生的影響來看，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：（1）電能質(zhì)量影響中的諧波影響。通常情況下認(rèn)為，在進(jìn)行變速風(fēng)險(xiǎn)機(jī)組的并網(wǎng)操作時(shí)，風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目中的變流器是會(huì)長(zhǎng)時(shí)間處于工作狀態(tài)的。因此便加劇了整體結(jié)構(gòu)中的諧波問題;（2）電能質(zhì)量影響中的閃變和電壓波動(dòng)影響。一般認(rèn)為在并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組當(dāng)中，由機(jī)組所產(chǎn)生的功率會(huì)在常規(guī)化的運(yùn)行中出現(xiàn)波動(dòng)，從而延伸為閃變問題與電壓波動(dòng)問題。但是對(duì)其進(jìn)行深度剖析，也可以發(fā)現(xiàn)其原因主要出現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面，以及電網(wǎng)狀況運(yùn)行方面。由于控制系統(tǒng)的不足和電網(wǎng)狀況運(yùn)行的缺失才導(dǎo)致了這一類問題;（3）電能質(zhì)量影響中的電壓跌落影響。通常情況下認(rèn)為，在并網(wǎng)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行中，異步電機(jī)的使用頻率是比較高的，同時(shí)也直接在電網(wǎng)中吸取無功功率?；诖?，便會(huì)給電網(wǎng)的整體測(cè)定電壓造成很嚴(yán)重的負(fù)面影響。此外，若風(fēng)機(jī)的數(shù)量比較多，在風(fēng)機(jī)與弱電網(wǎng)接收時(shí)，所產(chǎn)生的電壓跌落也會(huì)被放大，從而使電壓出現(xiàn)突然下降的問題。

（三）電力系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電對(duì)電能穩(wěn)定性的影響

一般認(rèn)為，在電網(wǎng)的運(yùn)行中，只有確保了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定，才能夠真正發(fā)揮出電網(wǎng)的價(jià)值。那么從風(fēng)電并網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)來看，更多是在電網(wǎng)的連接點(diǎn)中，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。期間，考慮到大面積的發(fā)電網(wǎng)并入問題，也需要保證實(shí)際的注入功率要小于所接入電網(wǎng)的整體負(fù)荷功率，并將參數(shù)控制在20%。由此可見，通過對(duì)并網(wǎng)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，確實(shí)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的穩(wěn)定性進(jìn)行改善，并同時(shí)優(yōu)化穩(wěn)態(tài)電壓的分布。從靜態(tài)電壓的穩(wěn)定性限制因素來看，很大一部分原因是負(fù)荷特性極限功率的增加。而負(fù)荷特性極限功率的增加則在于風(fēng)電場(chǎng)有功功率的作用。此外，在建立實(shí)際模型中，由于風(fēng)電場(chǎng)的無功需求，便會(huì)降低負(fù)荷特性極限功率，以此來降低靜態(tài)電壓的穩(wěn)定性。期間，如果不能確保供給的充足，也會(huì)加劇風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)操作的落實(shí)。

二、優(yōu)化與完善電力系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電效果的具體措施

（一）針對(duì)發(fā)電廠的規(guī)模，進(jìn)行更為科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，不斷完善設(shè)計(jì)體系

在電力系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電效果優(yōu)化中，首先便要對(duì)發(fā)電廠的規(guī)模設(shè)計(jì)體系進(jìn)行完善，以此來提高發(fā)電廠的有效性，突出發(fā)電廠的作用?；诖耍紫刃枰ぷ魅藛T針對(duì)風(fēng)力發(fā)電的項(xiàng)目規(guī)模進(jìn)行整理和分析，以此來為后續(xù)的計(jì)算與評(píng)價(jià)工作提供參考，達(dá)成電場(chǎng)短路容量比的目標(biāo)。期間，從短路容量來看，主要指的是網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)上的強(qiáng)度。而風(fēng)電場(chǎng)接入點(diǎn)的容量，則更多是對(duì)風(fēng)力發(fā)電注入功率電流靈敏度的表現(xiàn)。基于此，通常情況下認(rèn)為，在工作人員進(jìn)行常規(guī)化的管理中，要對(duì)處理機(jī)制的系統(tǒng)化進(jìn)行進(jìn)一步強(qiáng)化，以及對(duì)項(xiàng)目管控措施的系統(tǒng)化進(jìn)行進(jìn)一步強(qiáng)化。以此來不斷提高管理要求與渠道的穩(wěn)定，并保障發(fā)電廠在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定和安全。此外，通過對(duì)大型并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)在運(yùn)行效率上的關(guān)注和投入，也能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)的動(dòng)態(tài)分析。并在動(dòng)態(tài)仿真優(yōu)化的基礎(chǔ)上對(duì)連接方式和風(fēng)荷過載能力進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。

（二）針對(duì)發(fā)電廠的電能質(zhì)量，完善相應(yīng)的升級(jí)工作

面對(duì)發(fā)電廠電能質(zhì)量升級(jí)的要求，在工作人員進(jìn)行管理機(jī)制的實(shí)際建立中，首要任務(wù)便是更好地對(duì)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善。詳細(xì)分析負(fù)荷點(diǎn)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和聯(lián)結(jié)電源的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以此來進(jìn)一步提高供電項(xiàng)目的可靠性。同時(shí)，也能夠針對(duì)當(dāng)前存在的復(fù)雜運(yùn)行問題，進(jìn)行有效的減少，實(shí)現(xiàn)組合結(jié)構(gòu)的全面提升。此外，通過以上方式，也間接為交流同步電網(wǎng)的優(yōu)化個(gè)工作開拓了一個(gè)新的渠道。通常情況下認(rèn)為，針對(duì)發(fā)電機(jī)的同步交流電網(wǎng)，需要做好同步運(yùn)行的工作，以此來對(duì)直流線路的穩(wěn)定性進(jìn)行升級(jí)。此外，為了進(jìn)一步減少電網(wǎng)受到的風(fēng)電廠并網(wǎng)沖擊，工作人員也需要利用好雙向晶管裝置，以此來提高問題解決的集中性。并在有效降低了電流沖擊的基礎(chǔ)上，提高啟動(dòng)方式的系統(tǒng)性，減少不良反應(yīng)。

（三）針對(duì)發(fā)電廠的穩(wěn)定性，做好與之對(duì)應(yīng)的優(yōu)化措施

前文中也曾談到穩(wěn)定性對(duì)于發(fā)電廠運(yùn)行的重要性。對(duì)此，相關(guān)部門與相關(guān)人員也需要進(jìn)一步完善穩(wěn)定性工作，加速穩(wěn)定性的優(yōu)化。同時(shí)，還需要針對(duì)管理機(jī)制，進(jìn)一步加速系統(tǒng)化的構(gòu)建，以此來實(shí)現(xiàn)管理措施的升級(jí)。

（四）針對(duì)工作人員素質(zhì)，加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)

21世紀(jì)是人才的世紀(jì)，任何行業(yè)的發(fā)展都離不開人才的投入。尤其是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的導(dǎo)向下，人才的投入與培養(yǎng)已然成為企業(yè)間比拼的核心競(jìng)爭(zhēng)力。只有確保了人才的質(zhì)量，才能夠保證工作的質(zhì)量。有關(guān)部門也要重視起人才培養(yǎng)，打造技術(shù)型人才和創(chuàng)新型人才。針對(duì)風(fēng)力發(fā)電中存在的問題，和所需要的技術(shù)，進(jìn)行進(jìn)一步的研究，切實(shí)推動(dòng)我國(guó)的技術(shù)革新，切實(shí)推動(dòng)我國(guó)清潔能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

結(jié)束語

在優(yōu)化與完善電力系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電效果的過程中，相關(guān)部門與相關(guān)人員可通過針對(duì)發(fā)電廠的規(guī)模，進(jìn)行更為科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，不斷完善設(shè)計(jì)體系、針對(duì)發(fā)電廠的電能質(zhì)量，完善相應(yīng)的升級(jí)工作以及針對(duì)發(fā)電廠的穩(wěn)定性，做好與之對(duì)應(yīng)的優(yōu)化措施等一系列方法來達(dá)到目的。意在從多個(gè)角度出發(fā)，分析問題成因，找尋解決方法，制定更為科學(xué)、合理的方案策略。從而不斷提高工作展開的效率和質(zhì)量，切實(shí)發(fā)揮出風(fēng)力發(fā)電的作用，實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫元章， 吳俊， 李國(guó)杰. 風(fēng)力發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響[J]. 電網(wǎng)技術(shù)， 2007， 31（020）：55-62.

[2] 遲永寧， 王偉勝， 劉燕華，等. 大型風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化， 2006， 30（015）：10-14.

[3] 范高鋒， 趙海翔， 戴慧珠. 大規(guī)模風(fēng)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響和應(yīng)對(duì)策略[J]. 電網(wǎng)與清潔能源， 2008， 24（007）：44-48.