风电接入对电力系统的影响及控制措施

风力发电并网技术及电能质量控制措施摘要：现阶段，我国各项经济呈现出迅猛发展的形式，人们对日常生活的要求越来越高。

电能已经成为人们必不可少的能源，我国对新能源的关注度越来越高，尤其是“可持续发展战略”提出以来，人们对如何提高风能、水能等新能源的利用率展开了研究。

关键词：风力发电;并网技术;电能质量;控制措施1风力发电并网技术我们所述的风力发电并网技术指的是发电机输出的电压在幅值，频率乃至向位上和电网系统的电压是一致的。

风力发电并网是完成风力发电到电能供应的必要过程，是实现电能输出的必要环节。

并网技术的关键是确保风力发电机组输出，电力能源的电压和被接入电网的电压在扶智相位频率等方面保持一致，能够保证风力发电并网实施后，整体电能供应的稳定性而目前的风力发电并网技术主要有两种，一种是同步风力发电并网技术，另一种是异步风力发电并网技术。

同步风力发电并网技术主要是将风力发电机和同步发电机相结合，在进行同步发电机的运行中能够有效的输出有功功率，并且能保证为发电提供必要的无功功率，促进周波稳定性提升，可以有效的提高电能稳定性。

同步风电发力机具有工作效率高，体积小，结构紧凑，成本的可靠性高，维护量小等优点。

该发电机的转速平稳负载特性强，周波稳定，发电机组发电电能质量高，这导致同步风力发电机在风力发电中的应用十分广泛。

同步风力发电并网技术在整个风力发电技术的应用中占很大的比重。

在同步风力发电并网技术的应用中，风速波动明显会造成转子转距出现较大的波动，容易影响发电机组并网调速的准确性。

为了解决这个问题，可以采用在电网和发电机组之间安装变频器的方法避免电力系统无功震荡和步失，有效的提高并网质量。

异步风力发电并网技术跟同步风力发电并网技术相比，其主要是借助转差率实现对发电机的运行复合的调整目标，在具体的调速精度方面要求并不高。

这种技术能够减少相关同步，设备安装的繁琐，也可以省去整部操作环节，实现转速的适当调整。

但是这种技术也有缺点，他在具体的并网操作中可能会产生冲击电流，如果产生的冲击电流过大，就会导致电网电压水平降低，不利于电网的安全运行。

由于风能具有随机性、间歇性、不稳定性的特点,当风电装机容量占总电网容量的比例较大时会对电网的稳定和安全运行带来冲击。

本文针对这一问题,阐述了大规模风电并网后对电力系统稳定性、电能质量、发电计划与调度、系统备用容量等方面的影响。

并对风电的经济性进行了分析。

风电并网对电网影响主要表现为以下几方面：1.电压闪变风力发电机组大多采用软并网方式，但是在启动时仍然会产生较大的冲击电流。

当风速超过切出风速时，风机会从额定出力状态自动退出运行。

如果整个风电场所有风机几乎同时动作，这种冲击对配电网的影响十分明显。

不但如此，风速的变化和风机的塔影效应都会导致风机出力的波动，而其波动正好处在能够产生电压闪变的频率范围之内(低于25Hz)，因此，风机在正常运行时也会给电网带来闪变问题，影响电能质量。

已有的研究成果表明，闪变对并网点的短路电流水平和电网的阻抗比(也有说是阻抗角)十分敏感。

2.谐波污染风电给系统带来谐波的途径主要有两种：一种是风力发电机本身配备的电力电子装置，可能带来谐波问题。

对于直接和电网相连的恒速风力发电机，软启动阶段要通过电力电子装置与电网相连，因此会产生一定的谐波，不过因为过程很短，发生的次数也不多，通常可以忽略。

但是对于变速风力发电机则不然，因为变速风力发电机通过整流和逆变装置接入系统，如果电力电子装置的切换频率恰好在产生谐波的范围内，则会产生很严重的谐波问题，不过随着电力电子器件的不断改进，这一问题也在逐步得到解决。

另一种是风力发电机的并联补偿电容器可能和线路电抗发生谐振，在实际运行中，曾经观测到在风电场出口变压器的低压侧产生大量谐波的现象。

与电压闪变问题相比，风电并网带来的谐波问题不是很严重。

3.电压稳定性大型风电场及其周围地区，常常会有电压波动大的情况。

主要是因为以下三种情况。

风力发电机组启动时仍然会产生较大的冲击电流。

单台风力发电机组并网对电网电压的冲击相对较小，但并网过程至少持续一段时间后(约为几十秒)才基本消失，多台风力发电机组同时直接并网会造成电网电压骤降。

风电接入电网技术规定是制定风电发电设备与电力系统之间互联互通的技术规范，旨在确保风电的可靠、安全、经济、高效地接入电力系统，并保证电力系统的稳定运行。

本文将重点介绍风电接入电网技术规定的主要内容，包括电网对风电发电设备的接受能力评估、风电发电设备的并网技术要求、风电发电设备的调度控制要求等。

一、电网对风电发电设备的接受能力评估1. 电力系统应根据风电发电设备的装机容量、接入形式、接入区域等因素，对其所能接受的新风电并网容量进行评估，确定合理的接纳能力。

2. 电力系统评估接纳能力时应考虑到风电与其他电力源的配合程度、输变电设备的处理能力、电网保护系统的可靠性等因素，以确保电网的稳定运行。

3. 风电发电设备的接纳能力评估结果应按时更新，并向风电发电设备的建设和运维方提供。

二、风电发电设备的并网技术要求1. 风电发电设备应具备良好的动态响应能力，即能够快速响应电网的调度指令，并保持稳定运行。

2. 风电发电设备应满足电网的频率和电压稳定要求，且在电网故障出现时具备自动脱网保护功能。

3. 风电发电设备应满足电网的无功控制要求，以保持电网的无功平衡。

4. 风电发电设备的接入点应具备与电网的保护、自动化和通信系统的互联互通能力，以实现有效的监控和控制。

5. 风电发电设备的接入点应满足电网的功率质量要求，包括电压波动、谐波、间断等指标。

三、风电发电设备的调度控制要求1. 风电发电设备应按时响应电网的调度指令，包括增减出力、停机、并网等指令。

2. 风电发电设备的调度控制应考虑到电网运行的需求，如平衡负荷、调整电压和频率等。

3. 风电发电设备的调度控制应具备与电网调度系统的互联互通能力，方便电网对其进行调控。

4. 风电发电设备的调度控制应具备远程监控和遥控功能，以便实现对其操作和参数的监测和调整。

5. 风电发电设备的调度控制应满足电力系统的调度运行规程和安全运行要求。

四、风电发电设备的运行维护要求1. 风电发电设备应定期进行巡检和维护，以确保其正常运行和安全性。

风电场接入电力系统技术规定
风力发电接入电网技术规定
一、定义
1.电力系统：是指对对电力供应需求进行综合调节、分配、控制的组织系统，包括输电线路、变电设备和用户等部分。

2.风力发电：是指以风能为主要能源的发电方式，利用风动的气体转换成机械能再转换成电能的过程。

二、风力发电机组的运行要求
1.广阔的风速：风电机组的运行要求风速在一定的范围内，最高不能超过风电机组发电电压的阈值，最低也不能低于经济发电的设置值。

2.稳定的电网电压：在把风力发电机组接入电力系统时，需要确保电网电压是稳定的，不会出现太大波动。

3.保护设备完善：接入电力系统的风力发电机组，必须配备足够先进且完善的保护设备，以保证电网的安全运行。

三、风力发电接入电力系统的技术规定
1. 连接配网：接入电网的风力发电机组，必须经过正确的连接配网，以避免失稳、过负荷等问题。

2. 电压等级要求：风力发电机组接入电力系统必须满足电网相应等级的电压要求，且不能发生过压或欠压，否则会损坏线路及设备，影响供电质量。

3. 电网平衡要求：在风力发电接入电力网时，必须保证该网的结构稳定，同时也要注意电力系统中电量的平衡，以免出现再平衡情况。

4.应急措施：在风力发电接入电力网的过程中，如果发生系统故障，应立即采取应急措施，以尽量避免损害电网或用电设备的情况发生。

四、安装检查要求
1. 风力发电机组安装要求：如果用户使用风电动力系统，必须确保发电机组的安装地点符合电力系统的标准和要求，否则会影响设备的运行效果。

2. 风力发电机组检查要求：安装完成之后，需要对发电机组进行详细的检查，特别是电气接线、保护装置和发电机组周边环境等，以确保设备符合相关标准。

制约风力发电的原因及改善对策对于风力发电来说，尽管困扰风电发展的并网消纳等问题仍存在，但机遇与挑战并存。

本文就制约风力发电的原因和改善对策谈了作者的几点看法。

标签：风力发电弃风并网一、前言随着全球气候变暖和能源危机，世界各国都在研究利用可再生的清洁能源。

风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源，风力发电作为一种重要的可再生能源形式，越来越受到世人的关注。

根据中国风能专业委员会2010年的统计，截止到2009年12月31日，中国风电累计装机超过1000MW的省份超过9个，其中超过2000MW的省份4个，分别为内蒙古（9196.2MW）、河北（2788.1MW）、遼宁（2425.3MW）和吉林（2063.9MW）。

内蒙古2009年当年新增装机5545.2MW，累计装机9196.2MW，实现150%的大幅度增长。

装机容量，跃居亚洲第一，世界第四。

风力发电之所以在全世界发展迅速，除了在能源和环保方面的优势外，还因为风电场本身所具有的独特优点：（1）风电是一种可再生的洁净能源，不消耗化石资源也不污染环境，这是火力、核电等无法比拟的优点。

（2）开工建设周期短。

（3）装机规模灵活，可根据资金情况决定一次装机规模，实现安装一台投产一台。

（4）（5）实际占地面积小发电机组与监控、变电等建筑仅占火电厂1%的土地，其余场地仍可供农、牧、渔使用。

国家能源局副局长刘琦在2012年11月15日表示，党的十八大提出大力推进生态文明建设，积极开展可再生能源消费革命，建设美丽中国，风电在中国仍具有广阔的发展前景和市场空间。

但是风电还有一个缺点就是风况是不稳定的，有时无风有时又有破坏性的大风，这都是风力发电必须解决的实际问题。

二、制约发展的原因风电的发展近年来受到了很大的限制，主要表现为并网困难、弃电现象突出、脱网风险大，即使已经并网的风电场也面临着频繁被限电的问题。

1）国内并网难、产能过剩。

从国家电网公司了解到，2012年6月，我国并网风电达到5258万千瓦，超过美国成为世界第一风电大国。

风电接入电网技术规定背景风能作为一种清洁能源，正在逐渐成为人们日常生活中的重要能源来源。

目前，我国风能发电已成为国内许多地区的主要电源之一。

然而，随着风电的逐渐普及，同时也有许多与此相关的问题需要解决。

其中一个重要问题就是风电接入电网技术规定。

定义风电接入电网技术指的是将风能发电装置接入电力系统中，实现风能与传统能源进行协调供电的技术。

风电接入电网技术规定，即是指制定相关技术规范和标准，保证风电发电设施安全、稳定的接入电网系统运行。

目的制定风电接入电网技术规定的最主要目的是为了确保风电设施在安全、稳定、高效的条件下接入电力系统。

同时，它也可以促进风能产业的发展，推动清洁能源的应用，降低碳排放和环境污染，为实现“绿色、低碳、可持续”的能源目标做出积极贡献。

背景和现状在过去的几年中，风电在我国发展迅速，但由于拓展速度较快，对电力系统的偏离和扰动的影响也逐渐增大。

尤其是在风电装置连接较为复杂的情况下，技术难度和风险也很大，例如机组风险、冲击和共振等问题。

此外，在风电与传统能源协调供电方面，进一步提高技术水平和质量也十分必要。

技术规定技术规范针对风电接入电网技术的规定范畴，国家已有广泛的技术规范：1. GB/T 19963.4-2015 风电场设备运行规程规定了风力发电装置、变电所等配套设施的运行要求。

2. GB/T 19964-2015 风力发电机组规定了风力发电机组的类型、参数等技术标准和检测要求。

3. GB 50057-2010 电工工程施工质量验收规范规定了电力工程施工的质量验收标准。

4. GB/T 19963.5-2015 风电场运行管理规程针对风电场的运行管理规程进行了详细说明。

技术标准风电接入电网技术也需要遵循技术标准。

我国制定了许多关于风电技术的标准，例如：1. DL/T 5142-2005 风电场并网运行技术规程规定了风电场与电网之间的运行要求和技术标准。

2. DL/T 5258-2014 风电场接受性评价导则针对风电场接入电网的接受性进行了评价，制定了标准化评估方法。

风力发电对系统频率影响及虚拟惯量综合控制37142519940508****济南睿能电力设计咨询有限公司，山东济南250000摘要:针对大规模风电接入引起系统等效转动惯量下降、系统频率稳定风险上升的问题，在分析电力系统调频过程与风电常规虚拟惯量调频的基础上,建立了含风电的电力系统频率动态响应模型,研究了风电及调频参数对系统频率动态特性的影响及变化规律。

提出了基于选择函数的风电机组新型虚拟惯量综合控制方法,利用有限风电机组转子动能,有效增加了系统等效转动惯量,同时避免了传统控制所造成的功率二次跌落。

关键词:风力发电;等效转动惯量;转子动能引言随着风力发电的快速发展,电力系统的常规同步发电机组被风电大量替代,电力系统的有效转动惯量不断降低,系统频率稳定水平持续下降。

在大功率缺失或系统故障情况下,极易诱发全网频率故障,不具备惯量及频率主动支撑能力的风电大规模接入给电力系统的安全稳定运行带来了巨大挑战。

为此,世界主要风电发达国家与地区均通过并网导则对风电的惯量及调频能力进行了规范,基于市场机制促使风电主动参与系统频率响应。

风电参与电力系统惯量及调频技术研究也受到了越来越多的关注,对风电参与系统调频技术进行了综述,概括起来,主要有虚拟同步发电机和基于频率变化的附加控制两种实现方式。

由于虚拟同步发电机控制较为复杂,目前在风电中的实际应用还较少;而基于频率变化的附加控制根据不同调频能量来源与控制方式,又可分为虚拟惯量控制、转速控制、桨距角控制、外加储能控制及其综合协调控制等多种方式。

评估了双馈风电机组利用转子动能进行调频的能力,提出了一种基于转子动能的一次调频控制方法,但转速恢复存在明显的功率二次跌落;通过引入恒定附加功率,使机组在释放转子动能后稳定运行在较低转速,待系统频率恢复后再进行转速恢复,一定程度上改善了频率响应特性,但转速恢复过程中的功率二次跌落依然十分明显;针对基于频率变化率与偏差附加控制的虚拟惯量调频所引发的频率二次跌落问题,通过转速保护控制在一定程度上改善了调频特性,但转速恢复过程中仍存在功率二次跌落;提出了一种超速风电机组的改进调频控制方法,基本消除了转子动能过度释放所造成的功率二次跌落,但机组运行在限功率运行状态。

双馈风电场并网对送出线路继电保护的影响及改善措施摘要：本文围绕着双馈风电场并网对送出线路继电保护的影响进行总结，并提出了其中的原理和内容，结合相关的继电保护的需求和原则，分析了一些需要关注的地方，希望能够为今后的相关工作提供参考。

关键词：双馈风电场并网；继电保护；影响；措施前言在双馈风电场的并网过程中，必须要考虑到其对送出线路继电保护的影响，明确双馈风电场并网对送出线路继电保护的影响是为了更好的提高其运行的效率，因此，有必要对其进行深入分析和总结。

1、风电场并网的研究概述随着全球能源消耗速度的不断增加，人类对于能源的需求与日俱增。

而传统能源，诸如煤炭、石油、天然气等的储量有限，再加上传统能源的大量消耗造成了严重的环境污染，对可再生以及干净环保能源的开发利用已成为一件迫在眉睫的事情。

而风力发电由于技术上日趋成熟，商业化运用能力不断提高，在众多可再生的绿色能源中脱颖而出。

但是在风能发电并入现行的电力系统时，因其具有很大的随机性和波动性，对电力系统的稳定性以及安全运行产生了让重大的影响。

由于风电场机组容量的逐年加大，大规模的风电接入对电力系统的电能质量产生了极大的影响，所以近年来，人们一直关注风力发电机的并网特性，早些时候对风电场的研究只是局限于特性的各种计算方式，或者是对风电场的稳定性进行研究，而对于风电场对电网继电保护方面的作用及短路期间，由于故障导致风电机所提供电流的特性没有进行研究。

同时这种影响是随着风力发电容量的不断增加而愈发明显。

这就要求我们不断加深对风电场并网对电力系统的影响研究，对风电并网产生的电压不稳定、电网频率不稳定等问题进行探究，以进一步提高风电并网后，电力系统运行的稳定性与安全性。

风电场对电缆、变压器及其周围区域进行保护作用明显，首先，风轮机塔的底面部分装有铠装的断路器，这个断路器是用来保护发电机和下垂电缆的；其次，从风力发电机组的箱变到塔基的变流器控制柜是用电缆进行连接的，用断路器或保险丝做变压器可以进行侧电缆保护；再次，对变压器及其周围区域进行保护，这时要考虑变压器的激磁浪涌电流问题，在检测故障时要灵活机动，一旦出现问题灵活处理。

浅谈清洁能源(光伏\风电)对电网的影响前言：电力工业的可持续发展不仅是保证经济、社会协调发展的需要,也是电力工业解决现存问题、增强竞争能力、开拓电力市场的必然战略选择,它对于整个社会经济发展、环境保护、长治久安和、和谐社会、的实现都有十分重要的意义。

通过对发电工程项目的全寿命周期管理,我们可以通盘把握一次性投资、长期运营维护费用和报废费用,寻找最佳的结合点,可以实现最经济的资源消耗;可以实现一部分外部经济效果的内部化,从而减少因外部不经济行为带来的浪费;可以实现资源节约和项目增值,最终达到保持可持续发展、建设和谐社会的需要。

在当今提倡、节能减排,可持续发展、的战略背景下,研究清洁能源发电工程项目的全寿命周期管理理论对电力行业的可持续发展具有重要的引导作用。

一、清洁能源存在的问题清洁能源管理水平较低。

风能、太阳能发电具有明显的不稳定性，大量风电、光伏发电的接入将对电网的电能质量、电网稳定性、无功及电压控制等带来一定的影响，而且将使得全网的电力电量平衡和运行方式安排日趋复杂化。

1. 风力发电利用风力发电有两种：一是离网发电；二是并网发电。

目前中国的风力发电还处于试点阶段，并网发电的技术不够成熟。

比较成熟的是北欧和美国。

并网并不是一件很简单的事情，能够并网的电流具备正弦波交流50HZ，另外还有电压和功率等。

风机的离网应用有多种多样，主要可以分为以下几类：(1) 为蓄电池充电：这种应用大多是指单一家庭住宅使用的小型风力发电机。

(2) 为边缘地区提供可靠的电力，包括小型和无人值守的风力机。

风力发电机通常与蓄电池相连，而且也可以与光电池或柴油发电机等其他电源联机，为海上导航和远距离通信设备供电。

(3) 给水加热：这种系统多用于私人住宅。

典型的用法是将风力发电机直接与浸没式加热器或电辐射加热器相连。

(4)边远地区的其他使用：包括为乡村供电、为小型电网系统供电，以及为商业性冷藏系统和海水淡化设备供电。

在离网风力发电系统的应用中，占主导地位的是利用风力发电机为蓄电池充电。

大规模风电场接入电力系统的小干扰稳定性研究一、本文概述随着全球能源结构的转型和可再生能源的大力发展，风电作为一种清洁、可再生的能源形式，在全球范围内得到了广泛的关注和应用。

然而，随着风电场规模的不断扩大，大规模风电场接入电力系统后的小干扰稳定性问题逐渐凸显出来，成为制约风电发展的关键因素之一。

本文旨在深入研究大规模风电场接入电力系统后的小干扰稳定性问题，分析其原因和影响因素，探讨相应的控制措施和方法，以期为风电场的安全稳定运行提供理论支持和实践指导。

具体而言，本文首先将对大规模风电场接入电力系统后的小干扰稳定性问题进行概述，明确研究背景和意义。

接着，通过对国内外相关文献的梳理和评价，了解当前该领域的研究现状和发展趋势。

在此基础上，本文将建立大规模风电场接入电力系统的数学模型，对小干扰稳定性进行仿真分析和实验研究，探究风电场接入对电力系统小干扰稳定性的影响机制和规律。

本文还将探讨风电场控制策略、电力系统稳定控制措施等对小干扰稳定性的影响，提出相应的优化措施和建议。

本文的研究内容不仅具有重要的理论价值，而且对于风电场的实际运行和管理也具有重要的指导意义。

通过本文的研究，可以为风电场的安全稳定运行提供理论支持和实践指导，促进风电产业的可持续发展。

二、风电场与电力系统的基础知识在深入研究大规模风电场接入电力系统的小干扰稳定性之前，首先需要掌握风电场与电力系统的一些基础知识。

这些基础知识包括风电场的运行原理、电力系统的基本构成以及它们之间的相互作用和影响。

风电场通常由大量的风力发电机组（Wind Turbine Generators, WTGs）组成，这些风力发电机组将风能转化为电能。

风力发电机组的工作原理主要依赖于风力驱动叶片旋转，进而通过齿轮箱增速驱动发电机发电。

风电场的规模和布局会受到地形、气候、电网接入条件等多种因素的影响。

电力系统则是由发电、输电、配电和用电等环节组成的复杂网络。

电力系统的稳定性是指在各种扰动下，系统能够保持正常运行状态，并为用户提供持续、稳定、优质的电力供应。