風力發電對電力系統的影響及解決措施

發布時間：2021-01-12所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次

摘 要： 摘要：現如今，人們的生活質量在不斷提高，對于電力的需求在不斷加大。文章闡述了風力發電的前景，風力發電裝機容量的不斷增大對電力系統的影響。對繼電保護裝置、電力調度等相關方面的影響做了介紹，即簡單地介紹了風力發電并網對電力系統的影響及解決措施

　　摘要：現如今，人們的生活質量在不斷提高，對于電力的需求在不斷加大。文章闡述了風力發電的前景，風力發電裝機容量的不斷增大對電力系統的影響。對繼電保護裝置、電力調度等相關方面的影響做了介紹，即簡單地介紹了風力發電并網對電力系統的影響及解決措施，如改善電能質量、改善電網結構、安裝電力電子裝置，并對風電場接入設計工作提高要求。

　　關鍵詞：風力;發電系統;發電量;預測

　　引言

　　隨著全球能源危機與環境污染等問題的日益加劇，新能源的出現和應用開始受到世界各國的關注，持續開發利用新能源是確保人類可持續發展的關鍵舉措之一，而其中風力發電在近年來已經取得了長足的進步。文章簡要介紹了新能源的概念及其特點，對我國風力發電的現狀進行分析，進而指出了未來風力發電的前景，最后提出了一些關于推進我國風力發電產業發展的措施和建議，期望對讀者有所啟發。

　　1新能源發電的現狀

　　基于我國現代社會的發展情況，我國新能源發電產業跟其他新興產業一樣，與世界上一些發達國家差距較大，并且由于新能源開發技術的限制，前期設施投入大，回報率低，產生社會效應的速度較慢，因此我國新能源產業在這種基調下發展緩慢。近年來，隨著低碳經濟的倡導和眾多國家支持政策的陸續出臺，我國的新能源相關產業得到了迅速并且相對穩步的提升。據網上公開資料顯示，截至2019年底，我國可再生能源發電裝機達到7.94億千瓦，同比增長9%，約占全部電力裝機的39.5%;其中，風電裝機2.1億千瓦，光伏發電裝機2.04億千瓦，分別同比增長14.0%，17.3%。我國的新能源發電產業正在逐步替代傳統電力能源，產生的效益也正在慢慢的體現。

　　相關期刊推薦：《內蒙古科技與經濟》(半月刊)創刊于1997年，是由內蒙古自治區科學技術信息研究所內蒙古科學技術情報學會主辦的國內外公開發行的綜合性科技與經濟刊物。內容詳實、觀點新穎、文章可讀性強、信息量大，眾多的欄目設置，內蒙古科技與經濟公認譽為具有業內影響力的雜志之一。

　　2風力發電對電力系統的影響及解決措施

　　2.1對電力系統的影響

　　1)對風電場規模影響。目前，我國電網規模逐步擴大。但風電場接入容量相對較低，占電網總裝機容量，不會對電網頻率造成太大影響，這不是限制風電場建設規模的主要條件。對于負荷消納少，以及風能資源豐富的地區，同時，電網結構相對薄弱。如果此時存在風電大量輸入時，不但影響接入點的電壓，還會改變潮流分布情況，這種情況是制約風電建設規模的主要因素。風能是不可控制的，導致風電機組出力的波動和間歇性。目前，風電預測精度有待提高，增加了電力調度的難度。從電網的角度來看，風電機組是一種隨機干擾源，對電網的可靠運行增加了一定的風險。因此，關鍵問題是確定風電場在規劃和設計階段就能夠確定最大輸入容量。2)對電能質量的影響。鑒于風力機的運行特性和風資源的不確定性，因此，確定了風電機組的功率波動特性，對區域電網的電能質量會產生影響。當風機接入點存在較大短路比時，將抑制電壓波動和閃變。如果電子控制裝置設計不當，電壓波形將嚴重失真，從而可能導致諧振和一些潛在的問題。

　　2.2太陽能發電的應用和前景

　　現如今，太陽能的利用形式主要有太陽能熱水器，家用太陽能小型發電裝置，大型太陽能電站，宇航航天等。目前，太陽能的實際應用成本較高，效率也普遍較低。太陽輻射出的能量十分巨大，其輻射到達地球大氣層內部的數量雖然只有僅僅大約20億分之一，但這一小部分能量就足以供給地球上絕大多數的生命能量來源，從這個角度看，太陽能將會是未來人類最可靠的能源所在。隨著用電量需求的不斷增加，太陽能發電技術的持續開發勢在必行，想要實現太陽能發電的大面積應用，則必須解決兩個問題，即:太陽能光電的轉換效率必須要在現有基礎上得到極大的提升;建立起全面的、系統的太陽能發電、運輸電網。只有在這兩方面實現了突破，我們才算能夠真正有效的將太陽能利用起來。

　　2.3加強統籌規劃制定開發策略

　　我國地域廣闊，目前建成的八大風電項目基地在產能上還有很大的開發空間，但由于地區之間的科技、經濟差異的存在，加上項目建設受當地自然環境條件的限制非常明顯，各自為戰的局面有待進一步解決，為此，加強統籌規劃以制定適宜的開發策略非常重要。首先，要在國家能源局的統一領導下，依據國家相關法律法規以及政策文件開展風電項目的規劃建設，從國家層面進行項目建設標準、風電技術標準等開展綱領性的組織領導，基于區域層面開展有差異的規劃建設，從整體上對風力發電產業進行綜合規劃。其次，要結合地區發展的實際狀況來發展風電事業，一是風電發展的規模必須要與當地的經濟發展規劃、電網改造建設規劃統籌協調，避免不切實際地追求大規模;二是結合地方用電需求，在風力發電并網之外尋求多種其他風電應用產業的發展，全面推進地方經濟發展。

　　2.4安裝電力電子裝置

　　當發電機組達到同步轉速時，發電機閉合定子斷路器，使發電機通過電流反饋對雙向晶閘管導通角進行控制經一組雙向晶閘管與電網連接，使雙向晶閘管的觸發角由180°向0°逐漸打開，雙向晶閘管在并網過程結束后被短接�？梢酝ㄟ^這種軟啟動方式，使并網過程比較平滑，可以將沖擊電流在風電機組并網時限制在1.2～1.5倍額定電流以內。當發電機組達到同步轉速時，發電機閉合定子斷路器，使發電機通過電流反饋控制雙向晶閘管的導通角，并通過一組雙向晶閘管與電網連接，使雙向晶閘管的觸發角從180°逐漸開至0°并在并網過程結束后使雙向晶閘管短接。通過這種軟啟動方式，并網過程比較平穩，風機并網時沖擊電流可限制在額定電流的1.2～1.5倍以內。

　　2.5建立健全風力發電體制機制

　　當前，我國風力發電事業的發展離不開政策上的大力支持，同時風電入網必然也要進入市場化運作，因此，建立健全風力發電的政策扶持與市場運行相結合的體制機制建設勢在必行。首先，要從政府層面建立起完備的風電項目扶持政策體系，從政策性文件的制定、規范立項審批手續、加強項目監管等方面形成科學規范的制度，確保風電項目的發展建設在正確的軌道上前進。其次，加強對市場層面的監督，但不過多干預，對風電產業在市場化運作過程中出現的問題認真查找原因并用科學的技術和方法來解決，并在此過程中形成行業規范，進而實現體制和機制的健全。最后，政府扶持政策與市場的杠桿作用并不是對立的，必須要進行有機地融合，從外部為我國風力發電事業創造雙重優勢的外部條件，從而實現促進該事業的深度發展。

　　結語

　　近年來，隨著我國風電的快速發展，特別是單風電場規模越來越大，制約風電發展的“瓶頸”是電網建設。因此，必須將風電納入電網規劃的主要電源之一，統籌規劃火電、水電、核電、風電等電源，才能從整體上優化電網，保障了電網的安全性、可靠性、經濟性等方面，從而使電網企業與社會的經濟效益最大。本文簡單地介紹了風能的利用和優勢、對風力發電和風電的發展前景和發展現狀做了詳細的分析，介紹了一些有關風力發電的基本知識，分析了風電場對電網的影響�？梢源_定，要從根本上改善風力發電的電網接入問題，就要提高風電機組的可信容量系數，降低電力系統所需的備用容量�？梢酝ㄟ^優化風電機組的性能，研制風電功率預測系統，發展大容量儲能裝置，改善風電功率控制和補償設備等幾方面進行。——論文作者：王文韜