大规模风电并网的出力特性分析

电网风电出力特性分析李仕杰;王铁强;郭佳;芦佳硕【摘要】针对风电大规模并网对电网系统产生不良影响的问题,结合河北省南部电网风电场实际运行数据,从波动性、随机性、相关性和互补性等方面分析河北南部地区风电出力特性,比较内陆风风电场与海风风电场的功率特性,为电网大规模接入风电提供参考和借鉴.【期刊名称】《河北电力技术》【年(卷),期】2012(031)006【总页数】3页(P32-34)【关键词】风电场;出力特性;波动性;随机性【作者】李仕杰;王铁强;郭佳;芦佳硕【作者单位】华北电力大学,河北保定071003;河北省电力公司,石家庄050021;华北电力大学,河北保定071003;华北电力大学,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TM614目前，风力发电是较成熟、经济效益较好的一种可再生能源发电技术。

随着风力发电技术的快速发展和国家在政策上对可再生能源发电的重视，风电在河北省南部电网(简称“河北南网”)中所占比重不断提高。

风能具有波动性、间歇性以及随机性等特点[1-3]，这决定了风电的大规模并网会对系统电压、频率产生不良影响，从而限制风电的大规模接入。

1 风电场概况河北南网部分地区风资源丰富，风电装机容量逐年增加。

截至2012年8月，河北南网接入的风电场主要有：沧州地区海兴风电场(50 MW)、黄骅风电场(100 MW)，保定地区的蔚州风电场(150 MW)，以及接入220 kV新蔚汇集站的黄花梁、东甸子梁、永胜庄、茶山、甄家湾等风电场(250 MW)。

根据河北南部地区可再生能源产业发展规划，到2013年河北南网风电装机总容量将达到1 050 MW。

河北南网风电机组类型主要为变速恒频双馈型机组，额定功率为1.5 MW或2 MW，额定风速为12 m/s，风轮半径65～70 m，桨叶目数为3。

2 风电出力的波动性和随机性2.1 风电出力的波动性风电出力波动幅度大，波动频率也无规律性，在极端情况下，风电出力可能在0～100%范围内变化。

大规模风电并网对电力系统调峰能力的影响及对策的仿真研究标题：大规模风电并网对电力系统调峰能力的影响及对策的仿真研究摘要：本文研究了大规模风电并网对电力系统调峰能力的影响，并提出相应的对策。

首先，阐述了电力系统调峰能力的重要性及当前面临的挑战。

然后，提出了研究问题并分析了研究背景。

接下来，介绍了研究方案和方法，包括建立仿真模型、收集相关数据和进行数据分析。

通过仿真实验，分析了大规模风电并网对电力系统调峰能力的具体影响。

最后，根据实验结果提出了相应的结论和讨论，并提出了改进电力系统调峰能力的对策建议。

关键词：大规模风电并网、电力系统、调峰能力、仿真研究一、研究问题及背景电力系统调峰能力是指电力系统灵活调整电力供需平衡的能力，对于确保可靠稳定供电具有重要意义。

然而，随着大规模风电并网的推进，电力系统调峰能力面临新的挑战。

风电的不确定性、波动性以及时空分布特点使得电力系统的调度和运行变得复杂。

因此，研究大规模风电并网对电力系统调峰能力的影响，寻找对应的对策具有重要实际意义。

二、研究方案方法1. 建立仿真模型：基于电力系统的物理特性和风电发电机组的技术参数，构建电力系统调度模型和风电发电机组的模型，并建立二者之间的耦合关系。

2. 收集相关数据：收集电力系统的历史运行数据、天气数据以及风电发电机组的运行数据等，为仿真研究提供数据支持。

3. 进行数据分析：利用收集到的数据，进行数据分析，分析大规模风电并网对电力系统调峰能力的具体影响，包括电力系统的稳定性、供需平衡以及调度策略等方面。

三、数据分析和结果呈现通过对收集到的数据进行分析，我们得到了以下结果：1. 大规模风电并网导致电力系统的供需平衡难度加大，尤其是在高负荷时段和低风速时段。

2. 风电发电机组的低功率因素和波动性会给电力系统的稳定性带来不利影响，增加电力系统的运行压力。

3. 需要在电力系统调度策略中引入风电输出预测和优化调度方法，以提高电力系统的调峰能力。

风电新能源的并网技术分析摘要：我国科技水平和我国各行业的普遍发展，风电是我国的重要能源之一。

加强对可再生能源的研究与开发投入，特别是对风力的研究与使用。

而风能开发也是一种可再生的环保资源，因其无污染、储备充足、开发成本低、应用前景广泛等优点，受到了世界各方的关注。

在中国由于海洋范围广阔，风电储备巨大且分布范围广泛，发展潜能巨大。

近年来，在资源与环境挑战日益紧迫的形势下，国家政府部门制定了许多有效的资源政策，对资源格局作出改变，风能领域和技术取得了蓬勃发展，但在风能并网技术上仍存在若干困难，总结和研究如何克服上述困难，对于进一步推动风能领域的安全、可持续发展价值极大。

关键词：风电新能源；发展现状；并网技术引言新能源并网发电系统在出力时，容易出现出力的间歇性和不确定性等不定因素，本研究提出了新能源并网发电过程中各种因素特征的量化分析，构建了灰色关联分析法模型实现谐波、孤网、间接性发电、波动性发电、电网频率等诸多因素之间的关联，通过设置关联系数实现关联程度的计算，提高了电能质量分析能力。

且影响程度与风电的启动风速和并网方式有关，在额定风速下启动并网要比切入风速下并网对电能质量造成的影响更大，并网容量越大、并网位置越靠近配电网馈线末端，则风电接入后对节点电压水平的抬升越大、造成的电压波动和电压总谐波畸变率也越大，而对于配电网各节点电能质量受到的影响，离新能源风电并网位置越近，该节点受到的影响越大，其中风电并网所在节点受到的影响程度最大。

新能源风电在配电网的接入会造成配电网的电能质量发生较大的变化，在进行新能源风电接入规划设计时需对其影响做好相应的综合评估。

1风力发电的原理和系统结构（1）利用风力的动能推动螺旋叶片旋转，将风力动能向机械能转化；（2）叶轮转轴与发电机转轴相互连接，故叶轮转动会带动发电机转动，机械能被转化为电能。

随着节能环保理念的不断发展，加之国家政策的大力推动，近年来我国风力发电技术得到飞速发展，风力发电系统的复杂性亦在不断提升。

大规模风电并网对电力系统的影响及应对措施摘要：风能具有可再生、无污染等特点，在新能源领域具有巨大的发展潜力。

随着风电装机容量在电网中所占比重的不断提高，大规模风电并网对电网的影响越来越严重。

因此，根据风电场实际运行情况，分析大规模风电并网对电力系统的影响，并采取有效措施，这对电力系统的稳定安全运行具有重要的现实意义。

本文详细论述了大规模风电并网对电力系统的影响及解决措施。

关键词：大规模风电并网；电力系统；影响；解决措施风能作为一种清洁可再生能源，不仅是最具大规模开发利用的能源，也是最具竞争力的非常规能源。

我国集中开发的大型风电场大多远离负荷中心，当地电网结构薄弱，吸纳风电的能力差，必须远距离输电；而且风能具有一定的间歇性及随机性，风电场出力随风速的变化而变化，其有功无功潮流经常发生变化，易发生电压失稳事故，若上述因素不能有效解决，将直接影响电网的安全稳定运行。

一、风能发电的特点1、风能的稳定性差。

风能属于过程性能源，不可控，具有随机性、间歇性、不稳定性特点，风速和风向决定了风力发电机的发电状态及出力大小。

2、风能不能储存。

对于单机独立运行的风力发电机组，要保证不间断供电，必须配备相应的储能装置。

3、风电场的分布位置通常较偏远。

我国的风电场多数集中在风能资源较丰富的西北、华北和东北地区。

二、大规模风电并网给电力系统的影响1、调峰调频容量的影响。

在风力发电系统中，基本无调峰现象，接入电网时多采用软并网方式，系统启动运行中，会产生较大的冲击电流。

特别是当风速超过切出风速时，风机将从额定出力状态解列退出运行，大规模风电并网时，大量风电机组的解列将对电网造成巨大影响。

另外，风速变化和塔影效应会引起风电机组出力波动，导致电网电压闪变。

虽然单台风电机组对电网电压影响较小，但单机对电网电压的影响也需持续一段时间才能基本消失，而大规模风电并网造成的电压冲击往往会造成电网电压的骤降。

当风速增大时，系统输入有功功率增大，风电场母线电压先降后升，此种现象在风电场与电力系统间等效阻抗较大时产生的电压波动更为明显。

大规模风电场并网系统的稳定性分析引言随着可再生能源的快速发展和对环境保护意识的不断增强，大规模风电场成为了现代能源系统中不可或缺的一部分。

然而，由于风能的不稳定性和不可控性，大规模风电场并网系统的稳定性问题备受关注。

本文将对大规模风电场并网系统的稳定性进行详细分析，并探讨影响其稳定性的关键因素。

一、大规模风电场的并网系统概述大规模风电场并网系统是指将多个风力发电机组连接到电网中，通过特定的装置和控制策略，实现稳定地将风能转化为电能并投入到电网中。

该系统主要由风力发电机组、变压器、电缆、开关设备以及与电网连接的几个关键环节组成。

风力发电机组是整个并网系统的核心，它负责将风能转化为电能。

目前，常见的风力发电机组有水平轴风力发电机组和垂直轴风力发电机组两种。

水平轴风力发电机组由转子、叶片、变速器和发电机等组件组成，可以根据风速自动调整转速，实现最佳的功率输出。

变压器则起到升降电压的作用，在并网系统中发挥着传输电能的重要作用。

变压器的选择要考虑到风电场的装机容量、电网的电压等因素，以确保稳定的电能传输。

除了风力发电机组和变压器，电缆和开关设备也是大规模风电场并网系统中不可或缺的组成部分。

电缆连接着各个部分，负责传输电能和信号。

而开关设备则对电能流进行控制和保护，以确保系统的安全稳定运行。

二、大规模风电场并网系统的稳定性问题大规模风电场并网系统的稳定性问题主要体现在以下几个方面。

首先是由于风能的不稳定性导致的功率波动。

风能的大小和方向受到天气、地形等多种因素的影响，因此风力发电机组的输出功率会出现较大的波动。

这种功率波动会对电网的稳定性产生影响，可能引起电网频率的变化，甚至导致电网的故障。

其次是电网电压的稳定性问题。

大规模风电场并网系统的并入电网会导致电网电压的变化，特别是在风力发电机组的输出功率发生突变时，会对电网电压造成瞬间的变动。

此外，大规模风电场并网系统还会面临与电力传输相关的稳定性问题。

由于风电场常常位于偏远地区，与电网的远距离传输会增加电力传输损耗，对电网的稳定性产生影响。

大规模风电并网对电力系统稳定性的影响及应对策略引言近年来，随着全球对可再生能源的需求不断增加，风电发电已成为最可行的选择之一。

然而，大规模风电并网对电力系统的稳定性产生了一系列的挑战。

如何应对这些挑战，保持电力系统的稳定运行，成为不容忽视的问题。

本论文将以大规模风电并网对电力系统稳定性的影响以及相应的应对策略为主题进行探讨。

一、大规模风电并网对电力系统稳定性的影响1. 发电波动带来的频率稳定问题大规模风电并网引入了更多的不确定性和变动性因素，由于风速的不稳定性，风电场的发电量会出现波动。

这种发电波动会对电力系统的频率稳定性产生一定的影响。

频率稳定性是电力系统正常运行的基础，发电波动产生的频率变化可能导致系统频率偏离额定值，进而影响系统的稳定运行。

因此，需要制定相应的应对措施以确保电力系统的频率稳定。

2. 电压稳定问题大规模风电并网会导致电力系统中的短路电流增加，进而影响系统的电压稳定性。

由于风电的不确定性和变动性，其发电功率对网侧电压的影响较大。

风电场的接入可能导致系统电压的波动，甚至引发电压不稳定的现象。

电压不稳定性对电力系统的设备安全运行和用户供电质量都会产生重要影响。

因此，必须采取相应的措施来解决电压稳定问题。

3. 功率控制问题大规模风电并网会引起系统功率波动，可能会产生电网负荷与风电出力的不匹配情况。

由于风电的输出功率较难控制，这给电力系统的运行带来了一定的困难。

功率控制问题的解决，对于保持电力系统的平衡运行至关重要。

二、应对策略1. 频率稳定问题的应对策略为了解决大规模风电并网带来的频率稳定问题，可以考虑以下措施：设置合理的调度策略，通过调整其他发电源的出力来平衡风电波动的影响；引入先进的频率响应控制技术，由风电场主动参与系统频率调控，提高系统的稳定性；制定风电场接入的频率稳定性评估标准和约束条件，以保证系统的频率稳定。

2. 电压稳定问题的应对策略针对大规模风电并网引发的电压稳定问题，可以采取以下措施：增加发电侧的无功支撑能力，通过合理的无功控制手段来调整风电场的输出功率；优化风电场与电网之间的电压控制策略，确保系统的电压在合理范围内稳定；采用电压稳定恢复装置和控制器等技术手段，提高电力系统的电压稳定性。

大规模风电并入电网对电力系统的影响摘要：风力发电是可再生能源发电形式中技术最成熟、最具开发规模和商业化发展前景的，然而风电场的出力不可控，为配合风电场出力的频繁波动，需要其他常规发电厂出力及系统备用的频繁改变。

随着新能源风电总装机容量的增加，这些问题将会严重影响电力系统的安全性、可靠性、经济性等指标。

分析风电并入电网后对电力系统的影响对于新能源应用水平的提高和我国电力事业的发展都有着积极的意义。

针对于此本文就大规模风电并入电网对电力系统的具体影响进行了分析。

关键词：风力发电；电力系统；电能质量随着风力发电技术的快速发展和国家在政策上对可再生能源发电的重视，我国风力发电建设已进入了快速发展的时期。

我国风资源较丰富，但适合大规模开发风电的地区一般都处于电网末端，由于此处电网网架结构较薄弱，因此大规模风电接入电网后可能会出现电网电压水平下降、线路传输功率超出热极限、系统短路容量增加和系统暂态稳定性改变等一系列问题。

一、风电对电力系统电压的影响电压稳定问题取决于风电场及接入电网的无功特性。

由于一般风能资源丰富地区距离负荷中心较远，大规模的风力发电是无法就地消纳的，需要通过输电网远距离输送到负荷中心。

在风电场的风电出力较高时，大量风电功率的远距离输送往往会造成线路压降过大，风电场的无功需求及电网线路的无功损耗增大，电网的无功不足，局部电网的电压稳定性受到影响、稳定裕度降低。

随着接入风电容量的增大。

风电场从系统中吸收的无功功率逐渐增大，如果系统不能提供充足的无功，网内相关节点电压会逐渐降低。

电网的电压稳定极限限制了风电场最大的装机容量，在电网规划没有与风电规划协调时，往往电网接纳风电的能力不能适应风电规划的发展，接入的风电场容量受到电网自身条件的限制。

通过采用一定的无功补偿手段，可以增加电网的电压稳定裕度，提高风电场的最大装机容量。

如果在风电场中安装一定容量的无功补偿装置（如并联电容器组）来提高风电场并网点的电压水平，能够改善风电接人地区的电压水平，提高电压稳定裕度，增加风电场的最大装机容量。