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淺析風電并網(wǎng)對電網(wǎng)影響

2017-07-27 10:24:35 大云網(wǎng)　點擊量：評論 (0)

風力發(fā)電的主要特點是隨機性與不可控性，主要隨風速變化而變化。因此，風電并網(wǎng)運行對主電網(wǎng)運行帶來諸多不利影響。分析風電場并網(wǎng)對電網(wǎng)影響是風電事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題，同時也是電網(wǎng)部門安全、經(jīng)濟運行的一

由于不同的風電機組的工作原理、數(shù)學(xué)模型都不相同，因此，對不同類型風電場的潮流計算方法也有所差異。對于異步發(fā)電機組組成的風電場。采用風電場、主系統(tǒng)分別迭代的方法：首先要設(shè)定風速，取值范圍為風機切入風速到切出風速之間。考慮尾流效應(yīng)，利用RAHMAN模型計算出各臺風機輪轂處風速。根據(jù)各臺風機功率風速曲線，計算出各臺發(fā)電機出力P，以及整個風電場ΣP。

再設(shè)風電場的電壓初始設(shè)定值值Uo，在不考慮風電場內(nèi)部電壓損耗的情況下，所有風機出口電壓都設(shè)為Uo，從而根據(jù)Uo、P計算出各臺風機的無功功率Qi以及整個風電場的ΣQ。由于風電場己經(jīng)計算出P、Q，因此可視為PQ節(jié)點，代入主系統(tǒng)進行潮流計算，得出風電場電壓U，將設(shè)定值Uo與計算值U進行比較，修正設(shè)定值，重新重復(fù)迭代，直至計算收斂。

由雙饋異步發(fā)電機組成的風電場：當雙饋異步發(fā)電機恒功率因數(shù)運行時，要先根據(jù)風力機轉(zhuǎn)速控制規(guī)律計算轉(zhuǎn)差率S，再計算風電場發(fā)出或吸收的無功功率Q，然后以PQ節(jié)點形式代入主系統(tǒng)進行潮流計算迭代。當雙饋異步發(fā)電機恒電壓運行時，以PQ節(jié)點形式代入電力系統(tǒng)進行潮流計算。在某個設(shè)定風速的計算完成后，改變設(shè)定風速，進行新一輪的計算。

從上述計算過程可以看出，穩(wěn)態(tài)含風電場電力系統(tǒng)潮流計算的結(jié)果，實質(zhì)上是一個各風速下系統(tǒng)的潮流計算分布情況表。其中風電場零出力、最大、最小出力等3種情況需要著重關(guān)注。

動態(tài)過程分析，一般采用仿真的方法。要考慮異步發(fā)電機、雙饋異步發(fā)電機等不同發(fā)電機的模型以及風速、風力機、槳距調(diào)節(jié)等環(huán)節(jié)，用仿真程序PSS/E、PSCAD、Matlab/Simulink、PSASP等進行分析。分析的關(guān)鍵是各種風力發(fā)電機模型的選用。

分析風電并網(wǎng)對主電網(wǎng)的影響，還需考慮風電場無功問題。風電場無功消耗包括：異步風力發(fā)電機消耗，雙饋異步發(fā)電機和直流永磁同步機沒有此部分;風機出口升壓變壓器，由于整個風電場升壓變數(shù)目眾多，有成百上千臺，疊加起來數(shù)量不小;風電場升壓變電站主變壓器消耗等。對于由異步風力發(fā)電機組成的風電場，應(yīng)考慮電壓穩(wěn)定性問題。如有必要，可采用動態(tài)電壓控制設(shè)備。

三、風電并網(wǎng)的經(jīng)濟影響

風電場的發(fā)電成本加上合理的利潤，構(gòu)成風電的價格。2006年施行的<<可再生能源法>>中規(guī)定，電網(wǎng)企業(yè)必須全額收購可再生能源電量。費用高于常規(guī)能源發(fā)電平均上網(wǎng)電價，其電價之間的差額附加到銷售電價中分攤。

據(jù)統(tǒng)計，全國己建風電場的電價水平在(0.46-1.2)元/(KWh)之間。目前，國內(nèi)風電上網(wǎng)電價大概分為：成本利潤電價;特許權(quán)招標電價;全省統(tǒng)一電價等三種。與火電相比，風電上網(wǎng)電價較高。

風電場出力的隨機性，可能造成如負荷跟蹤、頻率控制、備用容量、無功功率和電壓調(diào)節(jié)等電網(wǎng)輔助服務(wù)的成本增加，從而影響了電網(wǎng)企業(yè)的效益。

四、結(jié)束語

近年來，中國風力發(fā)電事業(yè)的高速發(fā)展有目共睹，隨著風電裝機容量的不斷增長，風電并網(wǎng)對主電網(wǎng)所帶來的技術(shù)和經(jīng)濟影響越來越大，該領(lǐng)域的研究無論是對風電發(fā)電商，還是對電網(wǎng)公司都愈顯其戰(zhàn)略重要性。