风力发电对电网的影响

利用风力发电系统实现电网稳定供电近年来，随着环保意识的不断提高，风力发电系统作为一种清洁、可再生的能源装置逐渐受到人们的关注和重视。

利用风能转化为电能，不仅可以减少对传统化石能源的依赖，还可以降低对环境的污染。

然而，随之而来的问题是如何实现风力发电系统的稳定供电。

本文将讨论利用风力发电系统实现电网稳定供电的方法和挑战。

一、风力发电系统的工作原理风力发电系统是利用风力驱动风轮旋转，通过风轮和发电机的转动来产生电能。

风能的转化过程包括风轮捕捉风力、旋转并传递给发电机，发电机利用磁场感应原理将机械能转化为电能，并通过输电线路将电能输送到电网中。

二、风力发电系统的优点和挑战与传统的火力发电和核能发电相比，风力发电系统具有以下优点：1. 清洁环保：风能是一种可再生的能源，其利用不会产生污染物和温室气体，对环境友好。

2. 节约资源：风能是一种免费且无限的能源，不需要像化石能源一样耗费大量资源。

3. 灵活性：风力发电系统可以根据风力的变化来调整发电量，具有较强的灵活性。

然而，要实现风力发电系统的稳定供电还面临着一些挑战：1. 不稳定的风速：风速是影响风力发电系统发电量的关键因素，而风速的变化不可预测和不稳定，会导致发电量波动较大。

2. 电力脉动：由于风力发电系统的发电量不稳定，容易引起电力系统的负荷脉动，导致电网频率不稳定。

3. 电网接入困难：由于风力发电系统需要接入电网进行电能输送，投资成本较高，也需要满足电网的稳定性要求。

三、实现风力发电系统的稳定供电的方法为了实现风力发电系统的稳定供电，可以采取以下方法：1. 多元化能源结构：将风力发电系统与其他能源系统（如太阳能、水能等）相结合，形成多元化的能源结构，以平衡各种能源间的波动。

2. 线路规划优化：通过合理规划输电线路和发电场址，减少输电损耗，提高电能传输效率和稳定性。

3. 储能技术应用：利用储能技术，如电池储能、压缩空气储能等，将过剩的电能储存起来，在风速不稳定或需求高峰时释放储存的电能，保持电网的稳定供电。

风力发电接入电网对电网安全性的影响（电71李剑楠）摘要：近年来，风能作为一种清洁的可再生能源成为化石能源的最优替代品之一。

随着世界范围的风电大规模兴起，我国的风电也步入快速发展阶段。

然而，由于风电的随机波动性和其他与传统发电形式不同的特点，风电并网运行给电网的安全稳定运行带来了很大影响，尤其是随着风电穿透功率不断增加，风电对电网安全性的影响引起人们的高度重视。

关键词：风力发电，并网，安全性，稳定性，波动性，电能质量1.背景进入21世纪，世界范围的环境问题和能源短缺双重危机日益加深，开发利用新能源已经成为世界能源可持续发展战略重要组成部分。

风力发电是本世纪重要的绿色能源，是化石能源发电的重要替代能源之一。

目前，风力发电是最成熟且最具规模化发展潜力的可再生能源发电技术之一，且风能分布广泛，因此受到各国特别是能源消耗大国的重视。

近年来，众多国家正推动风力发电快速发展，装机容量所占比重逐年增加[1]。

1.1.我国风力发电现状我国幅员辽阔，海岸线较长，风能资源蕴含丰富。

根据气象部门统计资料计算，可开发陆地风能资源10米高度大约为253GW，可利用海洋风能资源大约为750GW，总可开发利用风能资源约为1000GW[2]。

我国政府高度重视开发利用风能资源，把开发利用风能资源作为推动环境保护、改善能源结构、保持社会和经济可持续发展的重大举措，并将风力发电作为风能资源开发和利用的最主要方式[1]。

从2004年开始，我国的风力发电进入了快速发展期，近年来风电特许权项目的实施以及2006年1月1日《可再生能源法》的颁布，极大地推动了我国风电的规模化和产业化发展[1]。

随着风电机组技术的发展以及中国政府对可再生能源事业的重视，有越来越多的大型风电场开始接入电网[3]。

为了更好推动我国风电事业的发展，有效利用内蒙古、甘肃、新疆等地区丰富的草原和荒漠资源，国家发改委提出了按照“建设大基地、融入大电网”的要求，在沿海地区和“三北”地区建设大型和特大型风电场，规划建设若干个百万千瓦级风电基地的发展目标，打造“风电三峡”，在其它地区，因地制宜发展中小型风电场[4]。

风电并网对电力系统电压稳定性的影响摘要：随着科技的快速发展，风力发电机技术得到了不断的更新，相应的单元结构得到了优化，有关性能得到了提高。

在这种形势下，风电正逐步走向产业化。

加速风能的开发和利用，有利于提高保护环境和减少能源消耗。

事实上，风力发电机的功率是非常不稳定的，在风电场并网的时候，会对电力系统的电压稳定性和安全性产生很大的影响。

因此，对风电场并网带来的电力系统稳定性的影响进行系统的了解，有助于明确科学的管控措施，从而保证电网运行的稳定性。

关键词：风电并网；电力系统；电压稳定性前言：风力发电是一种新的可再生能源，在全球范围内得到了快速的发展。

目前，我国风电建设正处于高速发展期，大型风电机组接入电网是风电发展的必然要求。

风电场接入电网分析是风电技术三大核心问题之一，对风电场的规划、设计、运行等方面都有重要意义。

随着风电机组装机容量在电网中的比重不断增大，风电机组对电网的影响也日益突出。

为了保证电网的安全稳定运行，有必要对其进行深入的分析。

1风电并网的主要问题1.1电压波动和闪变目前大部分风电机组都已实现了软并网，但是，由于风电机组的起动存在着很大的冲击。

当速度大于切断速度时，风扇将在额定输出功率下自动停止运转。

若风电场中全部风机在同一时间运行，则其对配电网络的影响将非常显著。

除此之外，风速的变化以及风机的塔影效应都会造成风机出力的波动，而其波动恰好处于可以产生电压闪变的频率范围之内（小于25 Hz)，当风机在正常运转时，也会给电网带来闪变问题，对电能质量造成影响。

风电并网运行时，造成电网电压波动、闪变等现象的主要原因是风电机组出力不稳定。

风力发电系统中的有功与无功共同作用于电网电压的变化。

风力发电机的有功功率在很大程度上取决于风速；对于无功而言，恒速风力机所需的无功会随着有功的变化而变化，而双馈电动机通常都是恒定的功率因子，所以其无功的变化幅度很小。

风电并网后，除了在连续运行的情况下，还会在启动、停机以及机组的切换等过程中发生电压波动与闪变。

风力发电对电网的影响及对策作者：段钢陈玮来源：《城市建设理论研究》2013年第07期【摘要】风力发电作为一种新型的可再生能源，具有改善能源结构、经济环保等方面的优势。

通过分析风电场并网运行的特性及其对电力系统的安全、调度、电能质量和稳定性的影响，最后提出改善风电场运行性能的对策。

【关键词】风力发电电网稳定性质量中图分类号： TM315 文献标识码： A 文章编号：随着风电规模占全网容量比例的大幅增加，原有常规电源对电网运行的调整与控制能力被削弱；而风电电源很难像常规电源一样，执行系统的调频、调压任务和抑制系统的功率震荡，所以风电场接入电网技术、风电场对电网运行的影响等问题日益突出。

此外，风力发电功率输出随机性很强，波动很大且不可控，而且风电场大多建设在电网的末梢，网络结构相对薄弱，风电场并网运行必然会对电力系统的安全性、稳定性、电能质量、系统可靠性、电源和电网规划等方面带来一定的影响。

一、风力发电的特点风力发电之所以在全世界获得快速发展，除了能源需求增加，环保压力加大外，还因为风力发电本身具有独特的优点。

主要表现在：风电资源在风能丰富地区可就地开发利用，不存在运输问题；风能是可再生能源，清洁无污染；风电场建设施工周期短；实际占地少，对土地要求低；风电场运行简单；风力发电机技术比较成熟。

但与此同时，风力发电也有其自身的局限性，主要表现在：风能的能量密度小；由于风力和风向时常不稳，导致能量无法集中；风能不能大量存储；风轮机的效率较低；风机产生机械和电磁噪声，对生态环境有影响；风力发电机采购成本高，致使发电成本大幅度攀升；接入电网时对电网有不利影响。

二、风力发电系统的基本形式从机组结构上看，风力发电经过多年的发展，曾出现过多种类型。

图1是几种典型的风力发电系统拓扑，这些拓扑的区别在于使用的发电机和电力电子变换器以及有无齿轮箱。

图1 典型风力发电机组的拓扑结构图图1(a)是20世纪80年代到90年代被广泛采用的传统结构。

风电场集中接入对区域电网的影响分析发表时间：2020-11-05T15:15:36.690Z 来源：《中国电业》2020年6月第18期作者：刘德福 1 刘明达 2 [导读] 中国风能资源丰富，实现了大型风力发电厂的开发和建设。

然而，随着刘德福 1 刘明达 2内蒙古北方龙源风力发电有限责任公司内蒙古呼和浩特市 010020 1 华能新能源股份有限公司蒙西分公司内蒙古呼和浩特市 010020 2摘要：中国风能资源丰富，实现了大型风力发电厂的开发和建设。

然而，随着风力发电在电力系统中风电装机的增加，风电场的装机容量也在增加。

风电场对系统的影响越来越明显。

特别是在风电场相对集中的地区，风电场随风速的变化是相似的，它还增加了对连接电网的影响。

关键词：风力发电；电能质量；闪变；谐波由于风速和风向的随机变化，风电机组的输出功率与风速的立方成正比，与风电机组的固有特性和环境因素密切相关。

因此，风电场的输出功率波动是随机注入的，风电的不稳定性会引起电网电压波动，使电网闪变。

另外，变速电机组中含有大量的电力电子器件，在运行过程中会向电网注入谐波，因此变频器产生的谐波会影响电网的电能质量。

由于风电场并网运行的电能质量问题，有必要对其进行电能质量分析。

风电场接入后风电场应保证电能质量符合国家有关标准。

一、风电引起的电能质量问题1.电压和闪变波动。

风电引起的电压波动主要是由于输出功率的随机波动。

图1总结了风电并网导致电网电压波动的主要原因。

图1中分别为风电场主供电站高压侧电压和电网电压;z=R+JX是线路的等效阻抗。

有功功率和无功功率流动的正方向是负荷通常在风电场中流动的方向。

根据电力系统分析的知识，它们之间的电压差异如下:在不考虑线路分布电容影响的情况下，风电场吸收的无功功率随着输出有功功率P的增大而增大，也会导致线路电抗消耗的无功功率增加。

当PR+QX>0时，风电场终端电压U1将低于电网电压U2；如果考虑线路分布电容、电容器充电功率、风电场缺电或低功率输出对线路的影响，其效果是使两端电压U1高于电压U2。

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。

新能源发电对电网调度的影响有多大在当今社会，随着对环境保护和可持续发展的重视程度不断提高，新能源发电逐渐成为电力供应的重要组成部分。

新能源发电主要包括太阳能发电、风能发电、水能发电、生物能发电等，这些能源具有清洁、可再生的特点，对于减少传统化石能源的依赖、降低碳排放具有重要意义。

然而，新能源发电的特性也给电网调度带来了一系列的挑战和影响。

新能源发电的一个显著特点是其出力的不确定性。

以太阳能发电为例，其发电量受到天气、季节、时间等因素的影响，晴天时发电量较大，阴天和夜晚则几乎没有发电。

风能发电同样具有不确定性，风速的变化会导致风力发电机组的输出功率波动。

这种不确定性使得电网调度难以准确预测电力供应，给电力平衡带来了困难。

新能源发电的间歇性也是一个不容忽视的问题。

例如，太阳能在白天发电，夜晚停止；风能在有风时发电，无风时停止。

这种间歇性使得电力供应不稳定，需要其他常规能源机组进行补充和调节，以保证电网的稳定运行。

这就对常规能源机组的灵活性和快速调节能力提出了更高的要求。

新能源发电的大规模接入还改变了电网的潮流分布。

传统电网的潮流通常是从大型发电厂向负荷中心流动，而新能源发电的分散式接入使得电网中的潮流变得更加复杂和多样化。

这可能导致某些线路过载，而另一些线路则利用率不足，影响电网的安全稳定运行。

此外，新能源发电的接入对电网的电能质量也产生了影响。

由于新能源发电设备的电力电子变换装置，可能会向电网注入谐波和直流分量，导致电压波动、闪变等问题，影响电网的供电质量和电气设备的正常运行。

为了应对新能源发电对电网调度的影响，电力系统需要采取一系列的措施。

首先，加强电力预测技术的研究和应用，提高对新能源发电出力的预测精度。

通过收集更多的气象数据、采用更先进的预测模型和算法，尽可能准确地预测新能源发电的出力情况，为电网调度提供可靠的依据。

其次，提高常规能源机组的灵活性和调节能力。

例如，发展快速启停的燃气机组、采用储能技术等，使得常规能源机组能够更好地适应新能源发电的不确定性和间歇性，及时进行功率调节，保证电网的供需平衡。

2012年9月内蒙古科技与经济September2012　第18期总第268期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.18T o tal N o.268风力发电对包头电网的影响分析马永亮1,2(1.华北电力大学,河北保定　071003;2.内蒙古电力(集团)有限责任公司包头供电局,内蒙古包头　014030) 摘　要:风力发电在包头地区,相继并网投入运行,已影响到电网的安全稳定运行。

经过深入调查,分析研究了风力发电对包头电网的影响,即当地无法消纳、调峰困难和安全运行等方面的问题,提出了加快外送通道建设、与抽水蓄能电站相互配合以及加强规划与管理等解决措施。

关键词:风力发电;包头电网;消纳;调峰;安全运行 中图分类号:T M614(226) 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)18—0149—02 风能作为一种可再生能源,取之不尽,用之不竭。

利用风能发电不仅可以节省煤炭、石油等宝贵的化石能源,而且对环境不会造成任何污染。

目前,风力发电已成为我国实施节能减排政策、调整能源发展战略的一项重要内容。

在2012年的政府工作报告中,明确提出“要推进节能减排和生态环境保护。

优化能源结构,提高新能源和可再生能源比重。

”为实现优化能源结构、节能减排的目标,“十二五”期间我国非化石能源占一次能源消费比重将超过11%,比“十一五”末提高2.5个百分点左右,需要新增风电装机7000万kW。

2011年,我国风能利用居世界第一位,风电上网装机容量达到4700万kW,发电量700多亿kW・h,相当于少用3000万t标准煤,风电发展形势喜人。

但同时,由于风电负荷具有随机性、波动性等特点,大量风电负荷接入电网,不仅给电网的消纳和调峰带来很大压力,同时还会影响系统电压质量,对电网的安全稳定运行造成影响。

1　包头风电的发展情况作为内蒙古自治区西部的风力富集地区,包头市风能资源技术可开发储量2767万kW,约占自治区风能资源储量的12%。