魯倫　張鵬　施大偉

【摘要】大規(guī)模的風電接入電網(wǎng)在新時期起到了很大的作用，是一種頗具意義的重大選擇。本文主要針對大規(guī)模風電接入對電網(wǎng)調(diào)度的影響進行了簡要分析與探討。

【關(guān)鍵詞】大規(guī)模風電;接入;電網(wǎng)調(diào)度;影響

風電作為一種高效的清潔能源，是一種常見的可再生能源，在我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境下，大規(guī)模的風力發(fā)電已經(jīng)成為風能資源豐富地區(qū)關(guān)注的重點。但是在實際上，大規(guī)模風電接入會對電網(wǎng)調(diào)度運行產(chǎn)生直接影響，所造成的凈負荷變化將會貫穿于電網(wǎng)調(diào)度的始終，因此應(yīng)該得到相關(guān)人員的關(guān)注。

1大規(guī)模風電接入對電網(wǎng)調(diào)度的影響

1.1對電網(wǎng)電壓系統(tǒng)造成的影響

在實際用電過程中，大規(guī)模風電接入對電壓系統(tǒng)的影響主要取決于電場的規(guī)模以及風電在整個電網(wǎng)系統(tǒng)中的比例大小。對于一般風電場而言：風電所占比例越小，其接入點對電壓的影響就越小，甚至很多時候電網(wǎng)的系統(tǒng)中的電壓是穩(wěn)定的。相反，當風電場在整個系統(tǒng)中所占比例越大時，風電所產(chǎn)生的能量可能會引起電壓和電網(wǎng)系統(tǒng)的大規(guī)模波動，這對于風電設(shè)備和電網(wǎng)調(diào)度工作而言有一定的制約性，所以企業(yè)要根據(jù)實際電場規(guī)模進行合理的風電接入。

1.2對有功功率造成的影響

作為電網(wǎng)運行系統(tǒng)的核心，有功功率的調(diào)度不僅會影響電網(wǎng)設(shè)備的運行功率，同時還有可能造成電網(wǎng)系統(tǒng)安全故障，對此很多電力企業(yè)都會采用自動調(diào)度控制（AGC）的方法進行電網(wǎng)安全調(diào)度。但要注意的是，自動調(diào)度控制由于缺乏有效的數(shù)據(jù)支持，很可能導(dǎo)致調(diào)度功率和頻率出現(xiàn)矛盾。通常我們最常見的問題有風電的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和電網(wǎng)負荷預(yù)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大差異，尤其是當大規(guī)模風電機組被接入之后，風電的隨機性和不可預(yù)測性就會使整個有功功率的性能受到較大影響，這對于電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定是不利的。

1.3對電網(wǎng)調(diào)節(jié)量的影響

電網(wǎng)在運行過程中，整體的負荷電量會隨時發(fā)生改變。當電網(wǎng)的負荷出現(xiàn)驟降或是驟增情況時，電網(wǎng)臨時協(xié)調(diào)的風力其負荷量和變化功率是不均衡的。而風電接入電網(wǎng)調(diào)度之后，電網(wǎng)的協(xié)調(diào)動作是可以配合完成風電總變化方向和負荷電量的，這就是所謂的凈負荷轉(zhuǎn)變。但要注意的是，電力企業(yè)要根據(jù)風電分布情況計算出電網(wǎng)調(diào)節(jié)量的大小，并且要掌握好凈負荷的散布規(guī)律，才能有效地把控風電接入的調(diào)節(jié)量變化。將2019年作為探究對象得出，風電場電網(wǎng)調(diào)節(jié)點的時間間隔分別為：15min、30min、1h，而各時間段凈負荷的轉(zhuǎn)變量基本都會超過了負荷的有效轉(zhuǎn)變量，對于較低的轉(zhuǎn)變量會直接進行累積，這也意味著風電接入后電網(wǎng)的調(diào)節(jié)量隨之提升。

1.4對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

在實際中，當風電的規(guī)模較小時，電網(wǎng)調(diào)度的整體功率和設(shè)備負荷是比較小的，對此電阻的電力損耗也會隨之減小，而將風電接入電網(wǎng)系統(tǒng)之后雖然整個電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性得到了保護，但這也僅局限于小規(guī)模的風力發(fā)電。對于一些規(guī)模較大的風力發(fā)電而言，當風力的變化較大，其電能的電波就會大幅度增加，造成這一現(xiàn)象的主要原因在于風力發(fā)電機會產(chǎn)生無用功變化，這樣大幅度的變化會對電網(wǎng)電壓的整體穩(wěn)定會帶來巨大沖擊。由此可以看出，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與規(guī)模和接入風電設(shè)備有著緊密的聯(lián)系。但還要注意風力發(fā)電機的功率、型號，因為風電接入電網(wǎng)的位置不同、設(shè)備型號不同、規(guī)模不同，其對電力系統(tǒng)和整個電網(wǎng)電壓造成的影響也是不同的，對此，企業(yè)一定要根據(jù)實際情況進行有效判定。

1.5對電網(wǎng)運作設(shè)備的影響

大規(guī)模風電接入電網(wǎng)之后，通常會對電網(wǎng)的調(diào)度、協(xié)調(diào)作用、負荷追蹤、機組開關(guān)等產(chǎn)生一定的影響。這時電網(wǎng)要加大一級備用設(shè)備的功率的均衡變化量，其目的在于有效控制風電轉(zhuǎn)變系數(shù)，維持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。其次，風力的轉(zhuǎn)變與風場的地形、地段環(huán)境有直接的關(guān)聯(lián)，所以一般電網(wǎng)調(diào)度所需的一級備用都比較小。隨著大規(guī)模風電接入后，電網(wǎng)的凈符合的預(yù)估值會有所增加，這代表風電對電網(wǎng)運作設(shè)備有一定的影響。一年當中，風電的預(yù)估值是不斷積累的，長時間下也會出現(xiàn)對消的現(xiàn)象。因此，在實際中企業(yè)要明確電網(wǎng)運作設(shè)備在大規(guī)模風電接入點的添加以及在整個運行過程中的作用。其二，企業(yè)還可要通過簡單的風電調(diào)度預(yù)算誤差來尋找問題散布原因，從而獲得傳統(tǒng)風電調(diào)度結(jié)果。之后再將這些數(shù)據(jù)利用科學(xué)的手段依次運用到實際的電網(wǎng)運作設(shè)備中作為備用數(shù)據(jù)，這樣做的目的是為了有效提升大規(guī)模風電接入后電網(wǎng)的備用容量，以便于后續(xù)的風電銜接所用。

1.6對電網(wǎng)保護裝置的影響

為了保護整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全，一般的電力企業(yè)都會根據(jù)電網(wǎng)分布情況進行保護裝置安裝，這樣做的目的在于電網(wǎng)在發(fā)生故障時，保護裝置可以及時切斷一切電路，避免大規(guī)模電力事故的發(fā)生。但是隨著大規(guī)模風電設(shè)備的接入，電網(wǎng)保護裝置也會受到波及，尤其是當裝置長時間的運作下，電網(wǎng)會引起電壓和電流的波動，如果波動太大，原有的保護裝置就會根據(jù)自身設(shè)定保護數(shù)值進行線路保護。但由于電網(wǎng)設(shè)備都有一定的特殊性，所以根本不能全部更換。試想，由于原保護裝置的保護值較小，一些新型大型風電設(shè)備運作功率較大，一旦風電接入電網(wǎng)進行運作原有保護裝置就會在裝置沒有出現(xiàn)故障情況下進行誤判，這樣一來就會引起整個電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，這對電力企業(yè)而言是一種較大的經(jīng)濟損失。因此，企業(yè)要根據(jù)實際情況進行電網(wǎng)保護裝置的安裝，避免由于保護裝置安裝不當而給電網(wǎng)系統(tǒng)帶來一定的安全隱患。

2電網(wǎng)調(diào)度相關(guān)問題整改措施

2.1加強天氣預(yù)估

首先，在實際的電網(wǎng)調(diào)度中，電網(wǎng)備用都是通過均衡預(yù)估誤差來確定的，但傳統(tǒng)情況下的備用是無法真正做到均衡預(yù)估的，尤其是對于極端天氣而言，天氣驟變不能反映近期的電網(wǎng)備用情況，這時就需要利用加強天氣預(yù)估，提前、多次對不同時段的天氣進行預(yù)估，從而提升電網(wǎng)調(diào)度穩(wěn)定度。其次，還可以通過強化負荷預(yù)估誤差和強凈化負荷誤差來進行電網(wǎng)安全調(diào)度，從而針對極端天氣做出有效的應(yīng)急預(yù)案。

2.2提高電網(wǎng)電壓的安全性和穩(wěn)定性

首先，電力企業(yè)可以應(yīng)用二級電壓控制系統(tǒng)對整體電網(wǎng)進行安全把控。要知道風電大多是采用自然風力進行發(fā)電，自然天氣變化幅度越大電網(wǎng)電壓的波動幅度就會越大，這對于整個電網(wǎng)系統(tǒng)而言非常不利。但是如果采用二級電壓系統(tǒng)，就可以通過樞紐節(jié)點減少外界因素對電網(wǎng)電壓的沖擊，這樣一來電網(wǎng)調(diào)度的壓力就會變小，其電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性就會提高。其次，可以有效地提升電場風機的低電壓穿越力，要知道風力不足的情況下，電網(wǎng)電壓的供電能力就會減弱，電流輸出能力也會出現(xiàn)不足以及電力機組運轉(zhuǎn)出現(xiàn)一定的運行故障，這對電網(wǎng)系統(tǒng)而言具有較大的危害，對此，企業(yè)一定要不斷地提升電場風機的低電壓穿越力，保證電網(wǎng)系統(tǒng)可以在安全、穩(wěn)定的環(huán)境中運行，從而最大限度地降低電網(wǎng)系統(tǒng)的安全風險。

結(jié)語

現(xiàn)階段大規(guī)模電網(wǎng)接入已經(jīng)成為不可避免的發(fā)展趨勢，因此對于工作人員而言，需要進一步把握電網(wǎng)接入對電網(wǎng)調(diào)度的影響，及時提出應(yīng)對措施，這樣才能最大程度上保證電網(wǎng)安全。

參考文獻

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