摘要：风能作为一种无公害的新型能源，早在上世纪初就已经被应用于电力能源的供给当中，经过一个多世纪的发展，风力发电技术已日趋成熟，就我国当前风力发电的现实状况看，仅在2019年，我国的风电并网装机容量就已经突破21005万千瓦，较2018年增长14个百分点。虽然在风力发电应用领域取得了突破性进展，但是，在风力发电机运转过程中，极易损害配电网，并对配电网电压产生不利影响，以至于给配电网的正常运行制造障碍，而出现局部区域电力能源供应中断现象。因此，本文将围绕风力发电机对配电网产生的负面影响以及有效应对策略展开论述。
关键词：风力发电机；配电网；影响；应对策略
配电网在电力网中起到分配电能的作用，一旦配电网络遭到破坏，就会给人民群众的以及社会各领域的生产生活造成严重影响。尤其是风力发电机对配电网络产生的负面作用，如果不及时采取行之有效的应对措施，就极有可能造成无法弥补的经济损失。目前，我国在用的配电网一般采用的是辐射网，当风力发电机组接入配电网后，使配电网本身遍布电源，无形当中就降低了配电网的安全可靠性，而对整个电网的正常运行造成严重影响。
1 风力发电机对配电网的影响
1.1 对网损的影响
配电网的一个显著特征是用户侧无电源，但是，当与风力发电机形成结构整体后，配电网络的每一个节点都会布满电源，一旦风力发电机的接入数量超过配电网的承受限值后，配电网的正常运行功能就会受到制约。比如配电网的网损这一参数值，它主要是指电能输送过程中以热能形式散发的功率损失，也就是平常人们所说的电阻、电导消耗的有功功率。当风力发电机组与配电网互联后，配电网的有功或者无功功率的分布状态就会发生变化，而功率损耗值也将增大。为了便于分析和判断风力发电机对网损的影响程度，可以假设风力发电机从节点H接入到配电网当中，此时，处于下流的负荷值属于定量，由此可以判断出流入H的功率是一个固定参量，因此，可以得出结论：当H节点下游网络出现功率损耗时，与风力发电机组的接入并没有直接关联，也就是说，该节点的配电网络并没有受到风力发电机的影响[1]。
接下来，再对H节点的上游配电网络进行分析，当发电机组接入配电网后，发电机组产生的作用力数值发生变化，这时，潮流分布状态发生变化，而上游线路就出现了功率损耗现象。而产生网损的主要原因是由于配电网具有辐射特征，当出现网损现象时，在发电机组与配电网接入口的位置，网损特征较为明显。另一方面，如果风力发电机组从外网吸收或者输出无功功率，并且功率值已经超出限值范围，此时，发电机组对配电网络造成的网损程度就会加重。
1.2 对无功补偿的影响
在风电场无功补偿前，风电场的接入能够持续性的提供有功功率，但是，当风电场吸收了大量无功功率后，风电系统的无功损耗值就会呈现出明显上升态势，此时，整个系统的电压就会大幅降低，当风电场的出力不断增加，电压下降到极值时，风电场的正常运行就会受到严重影响。比如出现功率倒送或者电压抬高的现象，这样极易引起电压波动与闪变等故障，严重的还会使风力发电机组中断运行。
1.3 对配电网电压的影响
发电机组与配电网络构成一个整体后，馈线中的有功以及无功功率就会受到不同程度的影响，尤其是功率大小和方向将发生改变。
与此同时，对配电网的稳态电压也会产生不利影响，尤其是静态电压的稳定性，在一定程度上出现了波动区间。近年来，随着我国经济总量的不断攀升，社会各领域对电力能源的需求量不断增长，这就给配电网络的荷载施加了压力，与配电网络相接的各种电气设备常常处于极限运行状态，以至于电压的稳定性受到严重影响。尤其在异步风力发电机接入配电网以后，一部分无功功率被吸走，使配电网出现了无功补偿的情况，导致配电网电压波动幅度相对较大。
2 风力发电机对配电网影响的有效应对措施
2.1 优选接入位置
在风力发电机组接入配电网前，技术人员找到最佳的接入口，通常情况下，采取网损与电压综合分析法。当发电机组的接入位置靠近线路起始端的母线时，对配电网的电压分布影响将达到最小值，如果接入位置远离起始端母线，对电压的影响程度就会增大。由此可以得出以下结论：发电机组的接入位置应当避开线路末端，可以优先选择线路中间偏末端的位置接入。在与配电网络连接时，技术人员可以考虑不同的节点，采取分散接入的方法，尽量避免集中接入。另外，如果发电机组的容量过大，接入时可以从配电网电压等级较高的位置接入，这样，对配电网电压的影响就会大幅降低。
2.2 合理选择发电机组类型
在选择风力发电机组时，应当遵循“优中选优”的原则，目前，在风电机组市场较为常见的机组类型分为异步感应型风电机组、双馈机组以及永磁直驱风电机组，异步感应型风电机组较为常见，但是，这种机组运行可靠性低，机械损耗值大，使用寿命短。而双馈机组能够对最大风能进行追踪，并且不需要额外配置无功补偿装置，这样就使风能利用率得到大幅提升。基于双馈机组的这些优势，许多风电场都优先选择这一类型的发电机组。但与异步感应型风电机组相比，双馈机组的市场价格较高，在前期运行阶段，投入的成本相对较高，这就给风电场增加了经济负担[2]。因此，近年来，在风力发电机组市场出现了一种永磁直驱风电机组，这种类型的机组构造简单，安全可靠性高，运行维修费用低，机械损耗小，使用寿命长，并且对配电网造成的干扰值较小，对于风电场来说，可以优先选择永磁直驱风电机组。
2.3 安装SVG无功静止补偿装置
目前，在用配电网长期存在无功补偿容量不足或者配备不合理的情况，导致可调节的无功容量明显不足，并且能够做出快速响应的调节设备少之又少。因此，安装SVG无功静止补偿装置，不但能够从根源解决这一问题，同时，也会大幅减少风力发电机组对配电网的负面影响。SVG无功静止补偿装置具有响应速度快、补偿特性好、安全性能高、占地面积小等优点。过去的SVC装置闭环响应时间约为30-60ms，SVG闭环响应时间通常在5-10ms，而且SVG能够有效抑制电压闪变情况的发生。SVG具有电流源的特性，输出电流可不受母线电压的影响，这就使得SVG输出的无功电流不会与系统电压发生冲突。另外，由于SVG装置采用新型低损耗功率器件IGCT或IGBT，所以，等效运行损耗远远小于SVC装置。
结束语：
近年来，风电市场呈现出蓬勃发展态势，在这一利好形势下，风电场应当一改传统的接入方式，及时分析和辨识风力发电机对配电网的影响因素，未雨绸缪，提前制订出有效的应对策略，在保障配电网络正常运行的前提下，提高风能的利用率。
参考文献：
[1]王晖,王磊.风力发电机组设备风险评价及可靠性分析研究[J].山东工业技术,2019(3):186-187.
[2]蔡舒.风力发电机对配电网影响与应对研究[J].中国化工贸易,2017,9(28):256.