大规模风电并网对电网的影响及解决措施
李亚楠， 杨 鹏*， 王华君
【摘 要】摘 要 指出了风资源的不确定性直接影响风电功率的稳定性，分析了传统风电机组通过电力电子装置与电网相连的矛盾，其谐波导致电力系统谐振，波形畸变，增加输电损耗，危及电力系统的稳定运行；同时，传统风电机组系统支持能力有限，配置无功补偿装置，增加了系统成本，参与一次调频还有难度；而且，风电变流器复杂的结构是机组故障率较高的部件，从而降低了风电机组的可靠性.为解决上述问题，提出了以较低成本、高可靠性、较强的电网适应性为目标的各种新型风电机组技术，以满足风电大规模接入电网的友好性. 【期刊名称】中南民族大学学报（自然科学版） 【年(卷),期】2017(036)003 【总页数】6
【关键词】关键词 电压波动；谐波；电力系统稳定性；有功调频；无功补偿 【文献来源】https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_journal-south-central-university-nationalities-natural-science-edition_thesis/0201248357631.html
Abstract The uncertainty of wind is the direct impact on the stability of wind power output. Electric power systems have issues such as harmonic resonance, waveform distortion and increasing transmission loss caused by the electronic device on the traditional wind turbine connected with the grid. Wind converters become the high failure rate due to complicated components so that reducing the reliability of wind turbine. The traditional wind turbine system support ability is limited
through the method of Static Var Compensator (SVC), so it is increasing system cost and it is difficultly for frequency adjustment. In order to solve the contradiction mentioned above, scholars aim at lower cost, high reliability and strong adaptability to explore a variety of new wind turbine technology for meeting the demand of large scale wind power connected to grid friendly.
Keywords voltage fluctuation； harmonics； power system stability； active frequency modulation； static var compensator
随着越来越多的风电机组并网运行，风力发电对电网电能质量的影响引起了广泛关注.风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率具有间歇性和随机性的特点，进而影响电网的电能质量，如电压波动和闪变、电压偏差、谐波等.由于我国风能资源丰富地区与用电负荷中心之间距离遥远，需采用输电网进行远距离电力传输.当远距离输送的风电功率过大时，会导致风电场无功需求增加，电网线路压降过大，无功损耗增大，稳定裕度降低，威胁局部电网的安全运行，降低了电网的可靠性和稳定性.大规模风电并网对电力系统规划、运行控制、保护、调度等方面提出了新的挑战，需采取必要措施对电网进行保护.同时应改进传统风电机组，提升并网性能，从源头上解决风电并网与电力系统之间的矛盾.
1 大规模风电并网对电网电能质量的影响因素及应对措施
1.1 电压波动和闪变
电压波动的危害表现在照明灯光闪烁、电视机画面质量下降、电动机转速不均匀和影响电子仪器、计算机、自动控制设备的正常工况等[1].
1.1.1 产生原因
(1)功率波动.风电机组并网运行引起的电压波动归根结底是由风速的变动引起.风电机组的机械功率为 P= 1/2 ρCp (λ,β)Av3，由于风速v的变化由自然条件决定，随机性较强，且功率与风速的三次方近似呈正比，因此当风速快速变化时，并网风电机组的输出功率将出现波动，有功电流和无功电流随之变化，从而引起电网电压波动和闪变[2].
(2)公共连接点短路比.并网风电机组公共连接点短路比和电网线路比X/R也是影响风电机组引起电压波动和闪变的重要因素.合适的X/R比可以使有功功率引起的电压波动被无功功率引起的电压波动补偿掉，从而使整个平均闪变值有所减轻.研究表明，当线路X/R比对应的线路阻抗角为60°～70°时，并网风电机组引起的电压波动和闪变最小.
(3)塔影效应.在并网风电机组持续运行过程中，由于受塔影效应、偏航误差和风剪切等因素的影响，风电机组在叶轮旋转一周的过程中产生的转矩不稳定，转矩波动将造成风电机组输出功率的波动，并且这些波动随湍流强度的增加而增加.
并网风电机组不仅在持续运行过程中产生电压波动和闪变，而且在启动、停止和发电机切换过程中也会产生电压波动和闪变[3].切换操作引起功率波动，并进一步引起风电机组端点及其他相邻节点的电压波动和闪变. 1.1.2 应对措施
现有研究分别从变速风机控制、无功补偿、有功和无功结合等方面提出对风电并网电压波动和闪变的抑制策略.
(1)变速风机控制策略.杨颀，纪志成在文献[4]中建立将遗传算法应用于考虑风
大规模风电并网对电网的影响及解决措施
