风力发电系统的安全性分析与评估

风力发电对电力系统的影响分析

作者：姚春霞 白永忠

来源：《科学与财富》2020年第29期

摘 要：随着我国社会、经济的不断发展，能源结构也在不断完善。从我国很长一段时间的能源供给来看，都在使用不可再生资源。同时在能源的使用中，由于技术限制，能源的利用率也并不是很高，也加剧了能源的浪费，造成了很严重的生态影响。现如今，针对这一问题，诸如风力资源等清洁能源不断发展，并已经取得了一定的成就。有关部门要进一步加大对风力发电的重视程度，不断完善技术创新、管理创新、政策支持，切实提高风力资源的利用效率，实现我国能源产业的良性发展与可持续发展。对此，本文主要结合电力系统中风力发电的影响情况分析以及优化与完善电力系统中风力发电效果的具体措施，从多个角度出发，提出具体的可行性方法。

关键词：风力发电;电力系统;影响分析;优化措施

从电力系统中风力发电的影响情况来看，主要体现在如下方面：电力系统中风力发电发电站规模对电力系统的影响;电力系统中风力发电对电能质量的影响;电力系统中风力发电对电能稳定性的影响。相关部门与相关人员要进一步落实好风力发电的具体要求，结合问题成因，制定更为有效的改进措施。从而不断提高工作展开的效率和质量，切实发挥出风力发电的作用，实现我国能源产业的进一步发展。因此，本文针对问题，探讨风力发电对电力系统的影响。

一、电力系统中风力发电的影响情况分析

（一）电力系统中风力发电发电站规模对电力系统的影响

近些年随着我国能源结构的不断调整，风力发电项目的规模也在不断扩大。尤其是在系统化的电网管理结构中，风电装机容量的占比通常是比较小的，即便注如了风力发电所需要的电能，也不会对电网产生较大的影响。对此，在很多风力发电的项目中，也并不会针对发电厂的规模进行限制和标注。但是，在一些具有更丰富风能资源的地区中，考虑到其地理位置和市中心的差距，电网的容量往往不是很大，同时电网自身所具備的抗干扰能力也比较弱。因此，便导致了风力资源在不可控性和随机性上的偏差。同时，在不可控性和随机性的基础上，也缺少对风力功率进行集中预测的技术，进一步加剧了二者之间的相互影响。

分析储能技术在风力发电系统中的应用

随着社会的进步，市场经济水平不断的发展，人们的生活质量有了显著提高，我国对能源的需求也随之不断的增加。国际相关部门预测，我国在未来的二十年将成为世界上能源消耗的大国，因此我国现阶段需要大力发展能源事业，其中风力发电将成为我国发电的主导技术，当前风力发电系统中储能技术是比较重要的研究课题，储能技术的应用能够有效的防止风力发电的功率反复变化，输出电压较为平稳，保障电能质量和风力发电网络的正常运转。

标签：储能技术；风力发电；应用

一、储能技术的类型

1.1超导电力磁储能技术

超导电力磁储能技术是指利用超导体电感线圈对电网供电时产生的磁场能量进行存储，储存的能量待需要时有效的释放出来供电网使用。超导电力磁储能技术有很多优点，如：超导电力磁储能系统能量释放的速度快，能量输送的过程无需能量转换，比容量及比功率较大，响应的速度快且效率较高；超导电力磁储能技术在能量儲存的过程中损耗比较小，能量回馈的效率高；超导电力磁储能技术可以较好的调节电压、频率及功率。目前超导电力磁储能系统已广泛应用于风力发电系统中。

1.2超级电容储能技术

超级电容储能系统是基于双电层电容器而研制的储能装置，超级电容储能技术能够使脉冲功率增强，充电时间比较短，充电时电解质溶液里的异性离子被电荷吸附并附着在电极表面，产生双电荷层，从而形成了双电层电容。目前我国已经对超级电容储能技术进行了十几年的研究，并已研制出了一系列的超级电容储能技术产品。超级电容储能技术多应用于电能质量功率峰值较高的在电力系统中，能够有效的提高电力系统的供电能力。

1.3飞轮储能技术

飞轮储能技术是利用电动机的运动使飞轮旋转产生动能，待有需要的时候，通过飞轮的动能使发电机发电，供用户使用。超导和电磁悬浮技术、大功率变流技术等技术的出现使飞轮储能技术发展迅速。飞轮储能技术使能量转化时损耗较少，转化率可达到90%以上，另外噪声小、可持续工作、无污染及维修简便等特点也是飞轮储能技术的优点所在。飞轮储能系统在停止充电后，最长也可连续工作数十个小时。目前电力系统的电网调峰和频率控制工作主要应用飞轮储能技术，某些发达国家的风力发电系统已开始应用飞轮储能技术。

第１２卷第６期　２０１３年１２月　江南大学学报（自然科学版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　Ｖｏ１．１２　Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．　２０１３　

双馈风力发电系统的小信号模型及其分析　

李新平，　纪志成　

（江南大学电气自动化研究所，江苏无锡２１４１２２）　

摘要：为了研究双馈风力发电系统的小干扰稳定性，文中建立了双馈风力发电系统的小信号模　

型。该模型以最大功率跟踪控制下的单机无穷大双馈风力发电系统作为研究对象。基于特征值和　

参与因子方法，分析系统振荡模式和衰减模式以及状态变量参与程度，并通过Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真验证　

了小信号模型的有效性。　

关键词：双馈风力发电系统；小干扰稳定；特征值；参与因子　

中图分类号：ＴＭ　７１２文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—７１４７【２０１３）０６—０６６６—０６　

Ｓｍａｌｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　Ｗｉｎｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｄｏｕｂｌｙ－Ｆｅｄ　

Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　

ＬＩ　Ｘｉｎ—ｐｉｎｇ，　ｊＩ　Ｚｈｉ—ｃｈｅｎｇ　

（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｊｉａｎｇｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ　２１４１２２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒ　ｉｎ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍｓ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｓ　ｔｈｅ　ｓｍａｌｌ　ｓｉｇｎａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ａ　ｇｒｉｄ　ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｄｏｕｂｌｙ—ｆｅｄ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｐｏｗｅｒ　ｐｏｉｎｔ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｗｉｔｈ　ｓｉｎｇｌｅ－ｍａｃｈｉｎｅ　ｉｎｆｉｎｉｔｅ　ｂｕｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｕｓｅｄ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｉｇｅｎｖａｌｕｅ　ａｎｄ　ｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｏｎ　ｆａｃｔｏｒ　ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｅ　ｖａｒｉａｂｌｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｔｈｅ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｓ　ａｎｄ　ｄａｍｐｉｎｇ　ｍｏｄｅｓ．Ｔｈｅ　ｖａｌｉｄｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｍａｌｌ　

第 1 页 共 4 页 风电场危险点分析与控制工作管理办法

风电场是一种利用风能进行发电的重要设施，也是目前可再生能源中发展最快的领域之一。然而，由于风电场的特殊性和高风速环境，存在着一些安全隐患和危险点。为了保证风电场的运行安全和工作人员的安全，需要对危险点进行分析和控制。本文将介绍风电场危险点的常见类型和分析方法，并结合实际工作情况提出相应的控制工作管理办法。

一、风电场的危险点

1. 高处作业危险：风电场的风力发电机组一般安装在较高的塔架上，进行维护和检修时需要进行高处作业。高处作业存在坠落、悬挂等危险，工作人员需要进行严格的安全防护和操作技能培训。

2. 电气危险：风电场涉及大量的电气设备，存在触电、电弧、短路等危险。在维护和检修过程中，需要对电气设备进行严格的操作控制和绝缘保护。

3. 爆炸和火灾危险：风电场存在着对气体、液体和固体等物质的储存和使用，例如发电机组的液体燃料、润滑油和冷却液。这些物质一旦泄漏、溅出或着火，会引发爆炸和火灾等危险。

4. 机械伤害危险：风力发电机组和相关设备涉及到大型机械设备的运行，工作过程中存在切割、冲击、夹伤等伤害危险。需要加强对设备的定期检修和维护，严格遵守安全操作规程。 第 2 页 共 4 页 5. 物料堆放和起重危险：风电场涉及到大量的材料和设备的堆放和起重作业，如塔筒、叶片、发电机组等。堆放和起重作业存在物料倾覆、坠落和起重机械故障等危险，需要进行合理的规划和操作。

6. 自然灾害危险：风电场一般建在开阔的地区，容易受到自然灾害的影响，如风暴、雷电、大雪等。需要对自然灾害进行预警和防范，确保风电场的稳定运行和工作人员的安全。

二、风电场危险点分析方法

1. 风险评估方法：根据风电场的具体情况，采用风险评估方法对危险点进行分析。常见的风险评估方法包括层次分析法、故障树分析法和风险矩阵法等。通过对各种危险源和可能的事故情况进行评估，确定不同危险点的风险等级和控制措施的优先级。