風(fēng)力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響

1、風(fēng)力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響摘要風(fēng)力發(fā)電總是依賴于氣象條件，并逐漸以大規(guī)模風(fēng)電場的形式并入電網(wǎng)，給電網(wǎng)帶來各種影響。因此，電網(wǎng)并未專門設(shè)計用來接入風(fēng)電，如果要保持現(xiàn)有的電力供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，不可避免地需要進(jìn)行一些相應(yīng)的調(diào)整。本論文依據(jù)正常條例討論了風(fēng)電設(shè)計和設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)所遇到的一些問題和解決風(fēng)電場并網(wǎng)時遇到的各種問題。由于風(fēng)力發(fā)電具有大容量、動態(tài)和隨機(jī)性的特性，它給電力系統(tǒng)的有功/無功潮流、電壓、系統(tǒng)穩(wěn)定性、電能質(zhì)量、短路容量、頻率和保護(hù)等方面帶來影響，針對這些問題提出了相應(yīng)的對策，以期待更好地利用風(fēng)力發(fā)電。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；電力系統(tǒng)；影響；風(fēng)電場1. 引言人們普遍接受，可再生能源發(fā)電是未來電力的供應(yīng)。

2、由于電力需求快速增長，對以化石燃料為基礎(chǔ)的發(fā)電是不可持續(xù)的。相反的，風(fēng)電作為一種有發(fā)展前景的可再生能源備受人們關(guān)注。當(dāng)由于工業(yè)發(fā)展和世界大部分地區(qū)經(jīng)濟(jì)的增長而引起電力的需求穩(wěn)步增長時，它有抑制排放和降低不可替代燃料儲備消耗的潛力。當(dāng)大型風(fēng)電場（幾百兆瓦）成為一個主流時，風(fēng)力發(fā)電越來越受歡迎。2006年間，包括世界上超過70個國家在內(nèi)的風(fēng)能發(fā)展，裝機(jī)容量從2005年的59091兆瓦達(dá)到74223兆瓦。2006年的巨大增長表明，決策者們開始重視風(fēng)能發(fā)展能夠帶來的好處。由于到2020年12%的供電來于1250Gw的安裝風(fēng)電裝機(jī)，將積累節(jié)約10771百萬噸的二氧化碳，這個報道是人類減少溫室氣體排放的一

3、個重要手段。大型風(fēng)電場的電力系統(tǒng)具有很高的容量、動態(tài)隨機(jī)性能，這將會挑戰(zhàn)系統(tǒng)的安全性和可靠性。而提供電力系統(tǒng)清潔能源的同時，風(fēng)電場也會帶來一些對電力系統(tǒng)不利的因素。隨著風(fēng)力發(fā)電的膨脹和風(fēng)電在電力系統(tǒng)中比重的增加，影響將很可能成為風(fēng)力集成的技術(shù)性壁壘。因此，應(yīng)該探討其影響并提出解決這些問題的對策。風(fēng)能已經(jīng)從25年前的原型中走了很長的路，而且在未來的二十年里它也會繼續(xù)前進(jìn)。有一系列的問題與風(fēng)電系統(tǒng)的運(yùn)作和發(fā)展。雖然風(fēng)力發(fā)電的滲透可能會取代傳統(tǒng)的植物產(chǎn)生大量的能量，關(guān)注的重點(diǎn)是風(fēng)力發(fā)電和電網(wǎng)之間的相互作用。本文提供了一個概述風(fēng)力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響，并建議相應(yīng)的對策來處理這些問題，以適應(yīng)電力系統(tǒng)中的

4、風(fēng)力發(fā)電。根據(jù)上述問題，本文從總體上討論了風(fēng)力發(fā)電項目開發(fā)過程中遇到的問題，以及在處理項目時，將風(fēng)電場與電力系統(tǒng)相結(jié)合的問題。由于風(fēng)力發(fā)電具有容量大、動態(tài)、隨機(jī)性等特點(diǎn)，其影響主要包括有功、無功功率流、電壓、系統(tǒng)穩(wěn)定性、電能質(zhì)量、短路容量、系統(tǒng)備用、頻率和保護(hù)。針對這些問題，提出相應(yīng)的對策建議，以適應(yīng)電力系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電。本文的組織如下。第2節(jié)給出了風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展情況。在第3節(jié)介紹了風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)。在4節(jié)中，詳細(xì)討論了風(fēng)力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響。在第5節(jié)中，提出了減少風(fēng)力發(fā)電的影響的對策。最后，第6節(jié)總結(jié)本文。2. 風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀從風(fēng)能委員會的報告中顯示，擁有最高裝機(jī)容量總數(shù)的國家是德國（20

5、621MW），西班牙（11615MW），美國（11603MW），印度（6270MW）和丹麥（3136MW）。世界范圍內(nèi)十三個國家現(xiàn)在可以算是達(dá)到1000兆瓦的風(fēng)力發(fā)電能力，法國和加拿大在2006年達(dá)到這一值。如圖一所示，截止到2006年12月世界累計裝機(jī)容量前十名。圖1 截止到2006年12月世界累計裝機(jī)容量前十名中國很晚才開始發(fā)展風(fēng)電。直到90年代才步入市場化的發(fā)展和規(guī)?；慕ㄔO(shè)。這些年新增累積裝機(jī)容量如圖2顯示。單一機(jī)組容量從100千瓦，200千瓦，300千瓦到600千瓦，750千瓦，1500千瓦逐漸增加。圖2 在中國累計和新增加安裝的風(fēng)力發(fā)電能力2006年中國安裝了1347兆瓦的風(fēng)電機(jī)組

6、，從而使總裝機(jī)容量增加了一倍以上，比去年的數(shù)值增長了70%。這給中國帶來了多達(dá)2604兆瓦的發(fā)電能力，是中國成為世界上第六大市場。2006年中國市場大幅度增長，并且預(yù)計增長將會繼續(xù)甚至?xí)涌臁８鶕?jù)經(jīng)批準(zhǔn)的和在建的項目中的數(shù)據(jù)顯示，在2007年將安裝超過1500兆瓦。到2010年底中國的風(fēng)電裝機(jī)目標(biāo)容量將達(dá)到5000兆瓦。3. 風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)從風(fēng)能角度來看，風(fēng)能資源最顯著的特點(diǎn)是它的變化性。風(fēng)電場輸出的隨機(jī)性變化主要來源于風(fēng)速的波動和方向。無論是地理性還是時間性，風(fēng)是很容易變的。此外，無論是在空間上還是時間上，這種變化性持續(xù)的范圍非常廣泛。風(fēng)速是以一個高度和時間函數(shù)的形式不斷變化的。風(fēng)速變化的時

7、間尺度顯示在圖3所示的頻譜圖上。在一秒到一分的范圍內(nèi)陣風(fēng)引起波動的高峰。每日的波動峰值取決于每天的風(fēng)速變化，天氣的峰值取決于天氣的變化，通常因為每天或每周而異，但也包括季節(jié)性周期。圖3 布魯克海文國家實驗室工作的基礎(chǔ)上的農(nóng)場風(fēng)譜圖從電力系統(tǒng)的角度來看，波動的峰值可能會影響風(fēng)力發(fā)電的電能質(zhì)量。電能質(zhì)量波動的影響主要依賴于渦輪機(jī)技術(shù)的應(yīng)用。例如，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動系統(tǒng)中，風(fēng)力變速渦輪機(jī)可以通過直接儲存能量來吸收短期的電力變化。這意味著固定速度的風(fēng)力渦輪機(jī)比網(wǎng)格耦合渦輪機(jī)的電力輸出平滑的多。然而，晝夜高峰，可能會影響長期的電力系統(tǒng)的平衡，在這樣的系統(tǒng)中風(fēng)速預(yù)測起著顯著的作用。另一個重要的問題是風(fēng)能資

8、源的長期變化。應(yīng)該知道風(fēng)力加速中心的高度從而預(yù)測風(fēng)電場的輸出。大量的風(fēng)速測量表明，風(fēng)速在一年中大多時候是柔和的，介于0到25米每秒的概率是相當(dāng)大的；年均風(fēng)速受制于威布爾分布，如公式（1）。 （1）其中：v是平均風(fēng)速；k是形態(tài)參數(shù)；c是尺度參數(shù)。風(fēng)力渦輪機(jī)的輸出Pw和風(fēng)速集線器V的高度之間的關(guān)系可近似表示為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出與風(fēng)速或分段函數(shù)的曲線，如公式（2）。 (2)其中： 是額定功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率；V是風(fēng)速高達(dá)樞紐的高度； 是停機(jī)風(fēng)速； 是切出風(fēng)速； 為風(fēng)速。4. 風(fēng)力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響在電力系統(tǒng)中，風(fēng)電的高滲透力面臨著大型風(fēng)電場對電網(wǎng)一體化的基礎(chǔ)技術(shù)限制。風(fēng)力發(fā)電對電力系統(tǒng)的包括對無

9、功功率和有功功率、電壓、系統(tǒng)穩(wěn)定性、電能質(zhì)量、短路容量、電力系統(tǒng)儲備和基礎(chǔ)設(shè)施的影響歸因于風(fēng)力發(fā)電的高容量、動態(tài)性和隨機(jī)性的特點(diǎn)。技術(shù)方面，它通過以下方式影響且必須進(jìn)行詳細(xì)的研究。（1） 有功無功潮流風(fēng)電是一種間歇性和隨機(jī)性的能源，從而使得功率潮流復(fù)雜化。因為為了獲得更多的風(fēng)能資源，許多的風(fēng)電場建在遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的地方，于是造成了風(fēng)電輸送的障礙。當(dāng)引進(jìn)額外的風(fēng)力發(fā)電時，一些輸配線路和電氣設(shè)備可能會過載運(yùn)行。因此，要確保輸配電線路運(yùn)行不過載。有功和無功要求都要進(jìn)行調(diào)查。無功功率不僅僅在PCC中產(chǎn)生，而且還會通過整個網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生，并且應(yīng)該進(jìn)行本地補(bǔ)償。用于常規(guī)發(fā)電機(jī)的分析方法是固定不變的，從而忽略了不確

10、定性的風(fēng)速和負(fù)荷的預(yù)測。因此，概率統(tǒng)計法是比較適合風(fēng)力發(fā)電的。這種模型以公式（1）進(jìn)行分布。這種約束以概率的形式進(jìn)行描述，并且諸如電壓和功率的預(yù)期參數(shù)值是可以被計算的。（2） 電壓調(diào)節(jié)一旦風(fēng)電場已經(jīng)確定了其地點(diǎn)，連接到電網(wǎng)的點(diǎn)必須確定。對于小型風(fēng)力發(fā)電廠可以在低電壓下連接，從而節(jié)省了開關(guān)設(shè)備、電纜和變壓器的成本。如果擬議的發(fā)展規(guī)模太大導(dǎo)致不能與當(dāng)?shù)胤植茧妷哼B接，今兒不能滿足較高的電壓傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求。故障發(fā)生后，如果電力系統(tǒng)不發(fā)生暫態(tài)失穩(wěn)，一些風(fēng)力渦輪機(jī)會由于低電壓保護(hù)而關(guān)斷。然后輸出風(fēng)電場降低，這意味著電力系統(tǒng)失去無功負(fù)荷。然后風(fēng)電場輸出電壓降低，這意味著電力系統(tǒng)失去無功負(fù)荷。電容器補(bǔ)償是常用

11、的無功功率補(bǔ)償方法。當(dāng)電壓水平下降，補(bǔ)償量減少了很多。然而，在風(fēng)電場中使用的異步電機(jī)時無功功率的需求將增加時。所以電壓水平下降更多，甚至超越了風(fēng)電場母線的下限。隨著風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量的增加，風(fēng)力發(fā)電的變化會導(dǎo)致電壓水平的變化，特別是如果并入到電網(wǎng)中，這可能不是專門設(shè)計的，以滿足高可變風(fēng)力發(fā)電引起的顯著和可能快速負(fù)載變化（相比）。因此，需要采取監(jiān)管措施，是電壓水平保持在一個特定的范圍內(nèi)。然而，風(fēng)力發(fā)電的變化可能性較大，為了控制電壓，這可能會導(dǎo)致增加對無功功率的增值服務(wù)。（3） 系統(tǒng)的穩(wěn)定性在高風(fēng)電穿透功率系統(tǒng)中，風(fēng)電并網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定，不僅是因為風(fēng)電功率的變化會改變整個電力系統(tǒng)的功

12、率流分布、傳輸功率，而且還因為風(fēng)力發(fā)電機(jī)在穩(wěn)態(tài)或暫態(tài)過程中有不同的表現(xiàn)。對于當(dāng)前風(fēng)電場的操作，保護(hù)通常切斷風(fēng)電場和電網(wǎng)之間的連接，當(dāng)發(fā)生大擾動時。這相當(dāng)于在大擾動后引起新的發(fā)電機(jī)跳閘擾動。因此，在這一時刻的暫態(tài)穩(wěn)定是非常關(guān)鍵的，特別是當(dāng)大型風(fēng)力發(fā)電場的集成。相比基于雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)（DFIG）與固定轉(zhuǎn)速風(fēng)電機(jī)組基于感應(yīng)電機(jī)，前者是更強(qiáng)大的短路故障后，可以加強(qiáng)與保持足夠的穩(wěn)定裕度，系統(tǒng)的穩(wěn)定性。然而，風(fēng)電整合，也可能使系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性較差，由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。因此，不同電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性分析。固定轉(zhuǎn)速風(fēng)電機(jī)組在輸出有功功率時吸收無功功率。一種無功功率風(fēng)電場整體需求量是相當(dāng)大的，這導(dǎo)致在P

13、CC區(qū)域的電壓穩(wěn)定性降低。相反，雙饋變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對無功功率有一定的控制能力。根據(jù)不同的操作和控制方案，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以吸收或輸出無功功率來控制電壓，從而有利于電壓穩(wěn)定。電壓穩(wěn)定也與PCC的短路容量相關(guān)，R / X和無功補(bǔ)償方法，利用風(fēng)電場的輸電線路比。當(dāng)發(fā)生頻率急劇下降時，電力系統(tǒng)的慣性是決定頻率下降率的決定性的。較低的總慣性，更快的頻率下降。在電力系統(tǒng)中，任何減少慣性的反應(yīng)是危險的，嚴(yán)重的頻率事故。風(fēng)電機(jī)組的不同類型有不同的頻率響應(yīng)特性。固定轉(zhuǎn)速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子速度與系統(tǒng)頻率強(qiáng)烈地耦合，以便當(dāng)頻率下降時，風(fēng)力渦輪機(jī)減速，以釋放其動能的一部分，并提供慣性響應(yīng)。相反，雙饋變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對

14、不能提供電網(wǎng)的慣性反應(yīng)時，由于其頻率變化的有功功率和無功功率控制解耦，這不能幫助電網(wǎng)放慢頻率變化率。在傳統(tǒng)的植物是由風(fēng)電場組成的變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組取代，慣量的減少為高風(fēng)電穿透系統(tǒng)的系統(tǒng)容量小、低負(fù)荷條件下的頻率穩(wěn)定度是非常不利的。（4） 電能質(zhì)量在風(fēng)力發(fā)電和相關(guān)聯(lián)的電力傳輸（交流或直流）的波動、供電質(zhì)量有直接的結(jié)果，其結(jié)果是，大的電壓波動，可能會導(dǎo)致在調(diào)節(jié)范圍以外的電壓變化，以及違反閃爍和其他電源質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在連續(xù)運(yùn)行和切換操作中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組引起電壓波動和閃變，是風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量產(chǎn)生不利影響的主要原因。對變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)換器造成的諧波問題也應(yīng)考慮。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組或風(fēng)電場的風(fēng)電場的干擾有

15、不同的原因，其中大多是渦輪機(jī)本體。有關(guān)參數(shù)列于表一。平均功率生產(chǎn)，剪切是指由氣象和地理條件確定引起湍流強(qiáng)度、風(fēng)。所有其他的原因不僅是由于電氣元件的特點(diǎn)，如發(fā)電機(jī)，變壓器等，也由轉(zhuǎn)子和驅(qū)動列車的空氣動力學(xué)和機(jī)械性能。渦輪機(jī)的類型（即變量與固定的速度失速與間距調(diào)節(jié)）的風(fēng)力渦輪機(jī)和風(fēng)力發(fā)電場的功率質(zhì)量特性的主要重要性。變速風(fēng)力渦輪機(jī)可以控制的逆變器系統(tǒng)的功率輸出的間距控制，從而平滑功率波動以及功率峰值。因此，功率峰位于額定功率的范圍內(nèi)。固定速度的風(fēng)力渦輪機(jī)的瞬時功率峰值經(jīng)常超過額定功率30%個或更多，即使在變速控制的情況下，固定速度的風(fēng)力渦輪機(jī)。風(fēng)力發(fā)電場的風(fēng)力渦輪機(jī)的數(shù)量是非常重要的平滑功率峰值。

16、最近，變速渦輪機(jī)配備自換相逆變器系統(tǒng)，這主要是PWM逆變器，采用絕緣柵雙極晶體管。這種逆變器具有的優(yōu)點(diǎn)是可以調(diào)節(jié)的有功功率和無功功率。然而，它有缺點(diǎn)，它產(chǎn)生的諧波電流。因此，過濾器是必要的，以減少諧波。閃爍是由風(fēng)力渦輪機(jī)的有功和/或無功功率的波動引起的。在固定速度的風(fēng)力渦輪機(jī)，閃爍的主要原因是塔的尾流而變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)，快速功率波動平滑和塔后不影響輸出功率。因此，變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的閃爍一般比定速風(fēng)力渦輪機(jī)的閃爍低。在風(fēng)電場，功率波動平滑，因為事實上風(fēng)力渦輪機(jī)的相關(guān)性。表1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)和風(fēng)力發(fā)電廠對電網(wǎng)造成的影響參數(shù) 原因電壓升高 電能生產(chǎn) 開關(guān)操作 塔影效應(yīng)電壓波動和閃爍 葉片調(diào)節(jié)誤差 偏航誤差

17、 風(fēng)切變 風(fēng)速波動諧波 變頻器 晶閘管控制器電壓峰值和谷值 開關(guān)操作（5） 短路容量 往往大多數(shù)的風(fēng)力發(fā)電廠遠(yuǎn)離負(fù)荷中心建造，這意味著他們之間的電力系統(tǒng)的電氣之間的距離是相當(dāng)遠(yuǎn)的。長電距離使電壓變大，但短路問題較小。然而，風(fēng)力發(fā)電場將能夠給未來電力系統(tǒng)運(yùn)行中的短路電流計算提供越來越重要的影響。原因是雙重的。一個是上述事實，風(fēng)力發(fā)電站通常是除了傳統(tǒng)的電力中心。這意味著，短路電流的分布可能會導(dǎo)致急劇變化，導(dǎo)致一個完全不同的短路容量地圖。另一個原因是，越來越多的風(fēng)力發(fā)電，今天特別是所謂的大型風(fēng)力發(fā)電場（數(shù)百兆瓦）的形式。在風(fēng)電場中，大量的單個單元被連接在一起，總發(fā)電量將大幅上升。然而，風(fēng)力發(fā)電場將能

18、夠給未來電力系統(tǒng)運(yùn)行中的短路電流計算提供越來越重要的影響。在重負(fù)載條件下的不連續(xù)的風(fēng)波動在每個單元可能會大幅影響相互補(bǔ)償產(chǎn)生的短路電流。當(dāng)風(fēng)電場組成的雙饋變速風(fēng)電機(jī)組并入電力系統(tǒng)，他們也可在短路故障為短路電流持續(xù)貢獻(xiàn)。風(fēng)電場對相鄰節(jié)點(diǎn)的短路容量影響較大，而對遠(yuǎn)離PCC節(jié)點(diǎn)的影響不大 9 。因此，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電場具有巨大的容量被集成到電網(wǎng)，相鄰的變壓器和開關(guān)的能力可能需要增加。要進(jìn)一步研究如何確定風(fēng)力發(fā)電對現(xiàn)有電力設(shè)備的短路電流額定值的影響。（6） 電能質(zhì)量沒有電源是100%可靠。即使是巨大的核電站，他也能通過保護(hù)或撤回的服務(wù)被絆倒，以允許他進(jìn)行維修。然而，由于一個跳閘的后果，可以使用旋轉(zhuǎn)備用，在維

19、護(hù)過程中，替代代可以在服務(wù)。雖然大型發(fā)電機(jī)保持在公用事業(yè)網(wǎng)，這些需求將繼續(xù)覆蓋在風(fēng)力發(fā)電的旋轉(zhuǎn)備用蓋。然而，如果風(fēng)能成為能源的主要來源，它的損失，這是依賴于天氣和風(fēng)力資源的變化，不能以這種方式處理。如果風(fēng)力發(fā)電場之間存在很強(qiáng)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，將有可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的地理分布，導(dǎo)致一個平滑的能量傳遞到網(wǎng)絡(luò)，一旦某個數(shù)字已被開發(fā)。同時，隨著風(fēng)力發(fā)電量的增加，系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測將可能變得不準(zhǔn)確，這反過來又影響電力系統(tǒng)運(yùn)行方案和機(jī)組的承諾。在發(fā)電儲量預(yù)測的情況下，這可以轉(zhuǎn)化為更高的儲備水平的要求，以覆蓋不確定性的風(fēng)力發(fā)電的可用性 8 。大規(guī)模風(fēng)電場的短期輸出變化不那么大，約3%的裝機(jī)容量，由于它們之間的相互作用。在風(fēng)

20、力發(fā)電迅速增長的過程中，電力系統(tǒng)不僅需要積極的儲備，當(dāng)實際風(fēng)力發(fā)電低于預(yù)測值，但也負(fù)儲備時，風(fēng)電功率高于預(yù)測值。（7） 頻率調(diào)節(jié)在電力系統(tǒng)中，頻率是一個指標(biāo)的平衡或生產(chǎn)和消費(fèi)之間的不平衡。對于正常電力系統(tǒng)的運(yùn)行，頻率應(yīng)接近其標(biāo)稱值。風(fēng)電場輸出的波動可能導(dǎo)致額外的不平衡。由于風(fēng)力渦輪機(jī)使用其他發(fā)電技術(shù)比傳統(tǒng)的發(fā)電廠，他們有一個有限的能力，在相同的方式，傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)參與的基本頻率控制。由于風(fēng)不能被控制，在正常頻率的電力生產(chǎn)將故意不保持較低的可能，為了在風(fēng)電場，以提供二級控制在頻率下。丹麥法規(guī)還要求風(fēng)電場在島上的頻率控制（二級控制）的一部分。 為了控制在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的電力系統(tǒng)頻率，電網(wǎng)公司需要一

21、些電廠提供頻率控制的配套服務(wù)。然而，由于風(fēng)力發(fā)電總量的增加，其輸出的變化將有一個更顯著的影響頻率 8 。間歇性風(fēng)力發(fā)電的滲透，將增加連續(xù)頻率調(diào)節(jié)的需要。風(fēng)力發(fā)電也可以增加對頻率響應(yīng)的需求，雖然這取決于在一定程度上風(fēng)力發(fā)電將能夠滿足未來的電網(wǎng)代碼要求。個別風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出的快速變化的影響將是相對較小的，因為個別風(fēng)電場的波動之間的相關(guān)性將是小的時間范圍內(nèi)考慮（幾秒到一分鐘）。它遵循的直接影響的風(fēng)力發(fā)電的動態(tài)頻率控制服務(wù)可能是小。然而，隨著風(fēng)力發(fā)電量的增加，其總產(chǎn)量的預(yù)測誤差也將增加。這將增加調(diào)度錯誤，這將被中和由自動總督行動，對連續(xù)頻率響應(yīng)的附加要求 12 。（8） 保護(hù)至于任何建議擴(kuò)展的實用程序

22、網(wǎng)格，有問題要解決的每個應(yīng)用程序的連接。對于連接到配電系統(tǒng)，建議發(fā)電必須有一個相對低的容量?？偟膩碚f，網(wǎng)絡(luò)的這一部分是徑向和保護(hù)將分級預(yù)期故障電流向外流動供應(yīng)點(diǎn)綠巨人。引入一個發(fā)電機(jī)的徑向網(wǎng)絡(luò)意味著故障電流，現(xiàn)在可以提供不流動的預(yù)期方向。因此需要一個詳細(xì)的檢查，在網(wǎng)絡(luò)模型中的建議發(fā)電機(jī)的保護(hù)設(shè)置。這張支票的結(jié)果可能表明，保護(hù)功能，相當(dāng)充分，因為它是。在另一個極端，它可能會顯示，現(xiàn)有的繼電器不能保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，而新一代和重新設(shè)計的保護(hù)是必要的 7 。風(fēng)電場與電網(wǎng)之間的功率流是雙向的，在保護(hù)設(shè)計和配置中應(yīng)考慮。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，無論采用哪種發(fā)電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電都會增加電網(wǎng)的故障水平，進(jìn)而影響電網(wǎng)原有保護(hù)裝置

23、的繼電保護(hù)設(shè)置。它可能需要添加新的保護(hù)裝置和/或修改原始保護(hù)裝置的繼電保護(hù)裝置。特別是當(dāng)風(fēng)電場接入配電網(wǎng)時，隨著風(fēng)電場裝機(jī)容量的增加，斷路器的過載可能會發(fā)生 8 。5. 減輕風(fēng)力發(fā)電的影響的對策無功補(bǔ)償設(shè)備的應(yīng)用，如靜止無功補(bǔ)償器（SVC）和靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）發(fā)揮了重要作用，風(fēng)力發(fā)電，減輕其對電力系統(tǒng)的影響。為了保持電壓水平，電網(wǎng)公司可以提供額外的或升級的電壓控制設(shè)施。無功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)安裝在風(fēng)電場升壓變電站，具有快速響應(yīng)特性和連續(xù)可調(diào)，如SVC和STATCOM，為了減輕風(fēng)力發(fā)電引起的電壓波動和閃變、速度控制和俯仰角控制進(jìn)行改進(jìn)，同時最大限度地提高風(fēng)機(jī)輸出減少風(fēng)電出力的波動。同時，對

24、風(fēng)電場如SVC和能量存儲裝置也可以減輕電壓波動和閃變的輔助設(shè)備的安裝。在大多數(shù)情況下，快速的無功補(bǔ)償設(shè)備，包括SVC和STATCOM，應(yīng)包括提高網(wǎng)絡(luò)的暫態(tài)穩(wěn)定性。新技術(shù)和先進(jìn)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展也有好處。槳調(diào)節(jié)的渦輪機(jī)可以加快故障后的風(fēng)力渦輪機(jī)的速度恢復(fù)和改善的穩(wěn)定性。變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)使功率波動以及功率峰值，提高系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的系統(tǒng)，減少對電力系統(tǒng)的閃爍和罷工等。從風(fēng)力發(fā)電側(cè)，它可以提高電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，提高風(fēng)電穿透功率的恒定功率因數(shù)控制或恒定電壓控制。從網(wǎng)格的側(cè)面，對加強(qiáng)和改變當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)具有重要意義。電壓源變換器（VSC）的高壓直流輸電（VSC-HVDC）是一個不

25、需要任何額外補(bǔ)償傳輸系統(tǒng)，因為這是轉(zhuǎn)換器的 13 控制固有的。因此，它將是一個很好的工具，使風(fēng)力發(fā)電成為一個網(wǎng)絡(luò)，即使在網(wǎng)絡(luò)中的薄弱點(diǎn)，而不必提高短路比。VSC-HVDC的有功功率控制能力，可以是一個完美的工具，用于處理有功功率/頻率控制。它能夠處理風(fēng)電，并能迅速反應(yīng)，以抵消電壓變化，這可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。6. 結(jié)論風(fēng)能已經(jīng)從25年前的原型中走了很長的路，而且在未來的二十年里它也會繼續(xù)前進(jìn)。有許多關(guān)于整合風(fēng)電系統(tǒng)的運(yùn)作和發(fā)展的問題。雖然風(fēng)力發(fā)電的滲透可能會取代傳統(tǒng)的植物產(chǎn)生大量的能量，關(guān)注的重點(diǎn)是風(fēng)力發(fā)電和電網(wǎng)之間的相互作用。本文提供了一個概述風(fēng)力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響，并建議相應(yīng)的

26、對策來處理這些問題，以適應(yīng)電力系統(tǒng)中的風(fēng)力發(fā)電。參考文獻(xiàn)1 EWEAWind force 12EB/OL2 GWECGlobal wind energy markets continue to boom-2006 another record yearEB/OL3 Liu Yan，Wang Wei wind power information Technology, 2007. 4 Burton T，Sharpe D，Jenkins N，et alWind energy handbookM Chichester：John Wiley & Sons Ltd，20015 Bowden G J，Barker P R，Shestopal V O，et alWeibull distribution functionJWind Engineering，1983.6 Fan Zhenyu，Enslin J H RChallenges, principles and issues relating to the development of wind power in ChinaCIEEE PES PSCE，2006：748-7547 OGorman R，Redfern