摘要：随着我国风电技术的不断成熟，风力发电系统的种类也在逐渐丰富。目前常用的有分布式、集中式和分散式等几种。在广大的山区、农村等地，选择分布式风力发电，具有投资小、配置灵活、建设周期短等特点，可以很好的满足风电场周边用户的用电需求。但是分布式风力发电也有一些的缺陷，例如容易受到风速、风向等外界因素的影响，导致运行不稳定、发电质量差。基于这一问题探究分布式风电安全稳定运行的可行性方法具有重要的现实意义
关键词：分布式风电；无功补偿；短路比；谐波电流
一、分布式风电的特点分析
分布式风力发电系统的组成结构比较简单，主要有风力发电机、蓄电池、逆变器等核心设备。同时，不需要单独建立配电站，这就决定了分布式风力发电系统的建设成本较低、安装施工方便。同时由于各系统相互独立，即便是局部发生了故障也不会产生较大范围的影响，后期维修操作也相对简单。由于分布式风力发电的规模较小，灵敏度较高，在风速达到3m/s的时候，就可以带动风车转动并开始发电。因此这种风力发电模式比较适合于用电需求较低乡镇、山区农村。除了上述几个优点外，分布式风电系统的实际运行中也有不可忽视的缺陷。例如不同的风速和风向，都会对分布式风电系统的运行带来影响。如果是独立发电的情况，可能会导致电能质量参差不齐，电压波动较为明显，进而对电力用户用电体验造成负面影响；如果是风电并网的情况，也会对电网的稳定运行造成干扰。因此，保障风分布式风电运行的安全性和稳定性十分重要。
二、提升分布式风电运行安全稳定性的方法
1、合理设置短路比
短路比是指接入点短路电流与额定电流的比值。由于风电机组的额定电流是一定的，短路比越小说明接入点短路电流与额定电流越接近。这种情况下风电并网后会对电网的电压造成明显的影响。为了提高电网运行的稳定性，需要适当提高短路比。从分布式风电场的组成结构来看，为了提高风电转化效率，安装了具有快速调节能力的电力变换装置，这是导致接触点短路电流偏小的一个主要原因。在合理设置短路比的时候，可以适当的牺牲风电转化率，达到保障系统运行稳定的目的。但是也要注意，一味的增加短路比，会降低分布式风电系统的发电效益。因此在风电系统运行稳定和风力发电效益之间需求平衡点就成为关键。大量的实验数据表明，分布式风电系统的短路比控制在10-15之间能够获得较高的性价比。
2、加装无功补偿装置
风速的随机变化以及风的不可持续性，会对分布式风电系统的运行产生严重影响。当风速较小或是无风时，风电网容易出现无功不足的情况。无功不足会直接导致电网电压降低，这时整个电力系统中的许多电力设备，也会因为实际电压远远低于额定电压，其运行工况受到明显的影响，发电质量也会有明显的下降。因此，为了保证风电运行稳定以及提升发电质量，必须要解决无功不足的问题，而加装无功补偿装置则被认为是一种简便易行、成本较低的方法。
风电场的无功电源涵盖风电机组和风电场无功补偿装置两部分。风电机组的无功容量用来进行无功补偿，但仅靠风电机组的无功容量并不能满足系统电压调节的需要，解决办法是在风电场集中加装适当容量的具有自动电压调节能力的无功补偿装置。目前，用来代替普通并联电容器组的动态无功补偿设备主要有静止同步补偿器(STATCOM)、(SVC)等，它们能够实现风电输出功率变化导致的无功需求变化的动态平衡，提高系统稳定性。
3、限定谐波电流的允许范围
谐波电流的存在是造成电网污染的一个重要因素。除了会对电网运行稳定造成直接的影响外，还会对电网系统中存在的各类电力设备，带来干扰和破坏，严重时还会导致电网瘫痪。在分布式风电系统中，无法完全杜绝谐波电流的存在，因此一种简便易行且成本较低的方法，就是将谐波电流限定在一定的范围之内。只要谐波电流处于允许值以内，对于电网系统运行的稳定性以及电力设备造成的危害可以忽略不计。通过电能质量问题系统深入地研究，对谐波干扰的水平给予客观评估，发现干扰水平超过国家相关电能质量标准时，提出必要的治理措施，将电能质量问题限制在标准范围以内。根据现行的标准，对于注入公共连接点的谐波电流允许值如表1所示。
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4、确定接入点的最大风电容量
最大风电容量是风电机组调节能力强弱的一种直接表现。机组调节能力和负载能力越强，则最大风电容量越高。这种情况下分布式风电系统的运行稳定性越好。但是一味的追求更高的风电容量，也会增加分布式风电系统的建设和运营成本。因此，需要综合考虑多种因素确定接入点最大风电容量的范围值。目前常用的计算方法主要有频率约束法、短路容量法等等。另外像接入系统的网络结构、风电并网的连接方式等，也都会对最大风电容量的计算结果带来影响，需要考虑在内。
5、明确低压穿越要求
近年来，为了更好的满足电力用户的用电需求，分布式风电机组的装机容量也在不断的增加。这种情况下对于分布式风电场低压穿越要求也发生了变化。例如，原来的要求中，并网点电压低于额定电压的20%时，风电机组必须保持并网运行500ms的低压穿越能力。在最新的要求中，并网运行环境下维持625ms的低压穿越能力。如果实际运行中未达到这一要求，也会对风电机组的运行工况以及发电质量产生负面影响。因此，通过采取相应的调节手段，始终满足低压穿越要求，才能保证风电系统运行稳定。
三、结语
在现行的风电技术条件下，分布式风电系统既有自身的特殊优势，同时也存在一定的不足。如何保证分布式风电系统运行的稳定和安全，关系到广大电力用户的用电体验，也决定了风电公司自身的利益。通过加装无功补偿装置、限定谐波电流的允许范围、确定接入点的最大风电容量等一系列措施，可以最大程度上确保分布式风电系统运行稳定。
参考文献：
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