王捷

摘 要：為適應(yīng)畢節(jié)電網(wǎng)風(fēng)電的迅速發(fā)展，根據(jù)規(guī)劃資料、調(diào)度DMIS數(shù)據(jù)和風(fēng)電場運行數(shù)據(jù)，分析了韭菜坪風(fēng)電場運行特性，進而分析了其運行對畢節(jié)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行的影響，包括其對系統(tǒng)電壓、系統(tǒng)穩(wěn)定性及調(diào)峰的影響。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電場；風(fēng)電機組；系統(tǒng)調(diào)峰；系統(tǒng)穩(wěn)定性

中圖分類號：TM614 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.104

1 韭菜坪風(fēng)電場概況

韭菜坪風(fēng)電場是畢節(jié)電網(wǎng)第一座風(fēng)電場，距離赫章縣城約45 km，距畢節(jié)市城區(qū)約150 km。風(fēng)電場規(guī)劃兩期建設(shè)，每期安裝1.5 MW風(fēng)力發(fā)電機33臺，共49.5 MW，一期28臺機組于2011-04逐步投入運行，二期機組于2012-03逐步投入運行。風(fēng)電場設(shè)110 kV升壓變電站一座，通過1回110 kV韭珠線（LGJ-240）接入畢節(jié)電網(wǎng)110 kV珠市變上網(wǎng)運行，線路長10 km。

韭菜坪風(fēng)電場一期風(fēng)機采用廣東明陽生產(chǎn)的MY1.5S發(fā)電機組，發(fā)電機出口電壓為0.69 kV，二期風(fēng)機采用中國南車生產(chǎn)的WT1500發(fā)電機組，發(fā)電機出口電壓為0.62 kV。風(fēng)電機組和箱變之間采用1機1變單元接線方式，通過箱變將電壓升高至35 kV接入升壓站35 kV母線，再通過升壓站將電壓升至110 kV并入畢節(jié)電網(wǎng)運行。

2 風(fēng)電場實際運行情況

韭菜坪風(fēng)電場一期工程28臺機組投入運行后，根據(jù)當(dāng)?shù)販y風(fēng)數(shù)據(jù)和機組運行數(shù)據(jù)分析，至韭菜坪風(fēng)電場風(fēng)電機組投入正常運行以來，7—10月和2—3月風(fēng)機平均有功出力均高于11月至次年1月，韭菜坪風(fēng)電場所在區(qū)域月平均風(fēng)速變化7—10月和2—3月月平均風(fēng)速均高于11月至次年1月。冬季風(fēng)速比其他季節(jié)風(fēng)速較小，風(fēng)電機組的出力也相對較小，加之風(fēng)電場所在地海拔較高（均在2 400 m以上），在冬季受凝凍災(zāi)害影響嚴重，風(fēng)電機組葉片覆冰嚴重，影響機組出力。

3 風(fēng)電場運行對畢節(jié)電網(wǎng)的影響

風(fēng)能雖然是一種清潔、可再生、無污染的綠色能源，但是風(fēng)力發(fā)電具有間隙性、波動性和風(fēng)電機組出力難以調(diào)度的特點，風(fēng)電場的接入電網(wǎng)將改變系統(tǒng)的潮流分布，并可能會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在電網(wǎng)故障期間，大規(guī)模的風(fēng)電將可能會影響到電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。大多風(fēng)電場所在地區(qū)都處于電網(wǎng)末端，風(fēng)電的接入可能會導(dǎo)致電網(wǎng)電壓水平下降、線路傳輸功率超出熱穩(wěn)極限、系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性改變等一系列問題。下面針對韭菜坪風(fēng)電場實際運行情況分析其對畢節(jié)地區(qū)電網(wǎng)的影響。

3.1 對系統(tǒng)調(diào)峰的影響

風(fēng)力發(fā)電的動力源是風(fēng)能，由于風(fēng)能是不可控的，風(fēng)電機組是否處于發(fā)電狀態(tài)和出力的大小都取決于風(fēng)速的大小，風(fēng)速的不穩(wěn)定性和間隙性也決定了風(fēng)電機組出力的波動性和間隙性。由于現(xiàn)有的技術(shù)手段還不能對風(fēng)速進行比較精確的預(yù)測，因此也就很難準(zhǔn)確地預(yù)測風(fēng)電機組出力，也就決定了風(fēng)力發(fā)電機組出力基本上是不可調(diào)度的。

根據(jù)實際運行數(shù)據(jù)分析，韭菜坪風(fēng)電場風(fēng)電機組出力與畢節(jié)電網(wǎng)負荷特性成相反關(guān)系——在電網(wǎng)負荷高峰的時段，負電機組出力較小或者基本不出力；在夜間電網(wǎng)負荷較低時，風(fēng)力充足，風(fēng)電機組出力較大。

3.2 對系統(tǒng)電壓的影響

風(fēng)電具有波動性和間隙性的特點，風(fēng)電場發(fā)電機組的運行特性、典型運行方式，并入電網(wǎng)的無功電源控制方式安排，風(fēng)電場并入電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、并網(wǎng)方式和風(fēng)電波動的不平衡過程功率分配策略等，風(fēng)電接入電網(wǎng)運行后，將會影響電網(wǎng)電壓質(zhì)量。目前，韭菜坪風(fēng)電場規(guī)模還比較?。▋H一期28臺機組容量，共42 MW），這些特點對電網(wǎng)的電壓質(zhì)量影響還不明顯。根據(jù)規(guī)劃，風(fēng)電場全部建設(shè)投產(chǎn)后總?cè)萘繉⑦_到100 MW。屆時風(fēng)電場的運行狀況將會影響風(fēng)電場及接近風(fēng)電場區(qū)域電網(wǎng)電壓質(zhì)量。由于風(fēng)電的波動性，在風(fēng)電場注入功率比較大時，將會引起接入?yún)^(qū)域電網(wǎng)電壓的升高，注入功率較小時，風(fēng)電機組需要從電網(wǎng)吸取無功維持風(fēng)電機組的運行，從而引起接入電網(wǎng)電壓降低，這在豐谷差較大區(qū)域電網(wǎng)最為嚴重。由于風(fēng)電場的反調(diào)峰特性和畢節(jié)電網(wǎng)豐谷差比較大的實際情況，韭菜坪風(fēng)電場的運行對周邊的電壓質(zhì)量影響相對較大。

3.3 對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

由于風(fēng)力資源的不確定性和風(fēng)電機組運行的特性，使風(fēng)電機組輸出功率較波動，大規(guī)模的風(fēng)電接入后將可能引起接入電網(wǎng)潮流、電壓及穩(wěn)定性的變化。由于韭菜坪風(fēng)電場裝機容量兩期總共100 MW，僅占畢節(jié)電網(wǎng)總裝機容量的1/10左右，加上風(fēng)電場規(guī)模比較小，因此韭菜坪風(fēng)電場接入電網(wǎng)系統(tǒng)運行后不會對電網(wǎng)系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性和動態(tài)穩(wěn)定性產(chǎn)生明顯影響。

4 建議措施

對于風(fēng)力發(fā)電的反調(diào)峰影響，建議風(fēng)電場加裝技術(shù)先進的風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)，并將預(yù)測結(jié)果報告相應(yīng)調(diào)度機構(gòu)，以便電網(wǎng)調(diào)度；在風(fēng)電接入口處加裝無功補償設(shè)備，并保證無功補償設(shè)備的正常運行；加強風(fēng)電的運行管理，編制風(fēng)電運行技術(shù)規(guī)范，規(guī)范風(fēng)電并網(wǎng)運行管理。

5 結(jié)束語

風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔能源，正在迅速發(fā)展，但大規(guī)模的發(fā)電接入電網(wǎng)運行，將會給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來極大的挑戰(zhàn)。本文結(jié)合畢節(jié)電網(wǎng)實際情況，分析了韭菜坪風(fēng)電場運行狀況及對電網(wǎng)的影響，并提出了相應(yīng)的措施，希望能為畢節(jié)電網(wǎng)即將投入使用的大規(guī)模風(fēng)電提供運行經(jīng)驗。

參考文獻

[1]何向剛，鐘以林，李雪凌，等.貴州風(fēng)電調(diào)峰特性分析[J].貴州電力技術(shù)，2011（12）.

〔編輯：王霞〕