风力发电对电力系统的影响及解决措施

发表时间:2021/6/25   来源:《当代电力文化》2021年第6期   作者: 夏志强
[导读] 近年来,我国经济社会取得了快速发展,对能源的需求日益增多,能源危机日趋严重
        夏志强
        辽宁龙源新能源发展有限公司    辽宁省沈阳市    110011
        摘要:近年来,我国经济社会取得了快速发展,对能源的需求日益增多,能源危机日趋严重。风力发电作为新型可再生能源具有良好的发展前景,受到人们的重视,取得了较快的发展。但是风力发电在电力系统的实际应用过程中,还存在一定的问题,需要采取科学有效的措施予以解决,提高风力发电的效率和效果。
        关键词:风力发电;电力系统;影响
一、力发电对电力系统的影响分析
        一是发电站规模对电力系统的影响。近几年,我国风力发电项目规模逐渐增大,在系统化电网管理结构中,风电装机容量占据的比重较小,在注入风力发电能量后,整体项目对于电网的冲击在不断减少,并不会对电网产生非常大的影响,因此,多数风力发电项目并不会对发电场的规模有所标注和限制。但是,在对于一些区域风能资源较为丰富的地区,由于地理位置距离市中心较远,其电网容量并不大,自身的抗扰动能力也相对薄弱,这就导致风力资源的随机性以及不可控性出现了严重的偏差。加之风力资源存在随机性以及不可控性,并没有非常完备的技术对其风力功率进行集中预测,相互影响也就十分明显。二是风力发电对电能质量的影响。在风力发电项目中,对电能质量产生的主要影响:①谐波影响,在变速风险机组并网操作后,风力发电项目中的变流器会一直处于工作状态,这就会导致整体结构中出现了严重的谐波问题;②电压波动和闪变影响,在并网的风电机组中,常规化运行会使得机组产生功率的波动情况,也会导致电压波动和闪变问题,而究其原因,控制系统不足、电网状况运行缺失以及发电机型等因素都是会导致电压波动以及闪变出现;③电压跌落的影响,在并网风机运行过程中,使用异步电机的频率较高,会从电网中直接吸收无功功率,这就会对电网整体测定的电压产生严重的影响,若是存在大量的风机,在接收到弱电网时,整体电压跌落现象就会被放大,甚至导致整个电压突然下降。
二、风力发电的技术优势
        在风力发电的过程中,其技术在实际应用中存在很多的优点,并且现如今随着我国风力发电事业快速发展,其技术的应用越来越普通,通过充分的结合风力发电技术存在的优点,主要是存在着以下几个方面:一是经济性十分好。在实际进行风力发电的过程中,由于风力发电的价格并不是很高,其下降速度较快,有的风力发电已经是接近于了煤炭的发电成本,在提高经济效益方面存在着十分重要的作用,如果风力发电的能力提高一倍的情况下,那么成本会下降到35%左右,如果风电增长30%,那么成本也会随之下降。除此之外我国的风力能源是较为丰富的,在日后持续发展的同时,经济性也会更加的突出。二是工程建设工期较多,建设完成后见效较快。在进行风力发电的时候,由于风电工程的建设速度十分快,可以通过周和月来进行相应的计算,在短期之内就是可以完成工程项目的建设情况,这样可以有效地去缓解一些急用的情况。同时在对风力发电技术应用的过程中,在一些较为偏远地区中具有重要作用,通过合理进行这项技术,能够对我国西部一些地区分散性的实际需要进行有效解决,这样可以更好地满足这些区域人们在用电方面的需要。
三、风力发电对电力系统的影响及解决措施
        3.1对电力系统的影响
        1)对风电场规模影响。目前,我国电网规模逐步扩大。但风电场接入容量相对较低,占电网总装机容量,不会对电网频率造成太大影响,这不是限制风电场建设规模的主要条件。对于负荷消纳少,以及风能资源丰富的地区,同时,电网结构相对薄弱。如果此时存在风电大量输入时,不但影响接入点的电压,还会改变潮流分布情况,这种情况是制约风电建设规模的主要因素。风能是不可控制的,导致风电机组出力的波动和间歇性。目前,风电预测精度有待提高,增加了电力调度的难度。从电网的角度来看,风电机组是一种随机干扰源,对电网的可靠运行增加了一定的风险。因此,关键问题是确定风电场在规划和设计阶段就能够确定最大输入容量。2)对电能质量的影响。

鉴于风力机的运行特性和风资源的不确定性,因此,确定了风电机组的功率波动特性,对区域电网的电能质量会产生影响。当风机接入点存在较大短路比时,将抑制电压波动和闪变。如果电子控制装置设计不当,电压波形将严重失真,从而可能导致谐振和一些潜在的问题。
        3.2太阳能发电的应用和前景
        现如今,太阳能的利用形式主要有太阳能热水器,家用太阳能小型发电装置,大型太阳能电站,宇航航天等。目前,太阳能的实际应用成本较高,效率也普遍较低。太阳辐射出的能量十分巨大,其辐射到达地球大气层内部的数量虽然只有仅仅大约20亿分之一,但这一小部分能量就足以供给地球上绝大多数的生命能量来源,从这个角度看,太阳能将会是未来人类最可靠的能源所在。随着用电量需求的不断增加,太阳能发电技术的持续开发势在必行,想要实现太阳能发电的大面积应用,则必须解决两个问题,即:太阳能光电的转换效率必须要在现有基础上得到极大的提升;建立起全面的、系统的太阳能发电、运输电网。只有在这两方面实现了突破,我们才算能够真正有效的将太阳能利用起来。
        3.3加强统筹规划制定开发策略
        我国地域广阔,目前建成的八大风电项目基地在产能上还有很大的开发空间,但由于地区之间的科技、经济差异的存在,加上项目建设受当地自然环境条件的限制非常明显,各自为战的局面有待进一步解决,为此,加强统筹规划以制定适宜的开发策略非常重要。首先,要在国家能源局的统一领导下,依据国家相关法律法规以及政策文件开展风电项目的规划建设,从国家层面进行项目建设标准、风电技术标准等开展纲领性的组织领导,基于区域层面开展有差异的规划建设,从整体上对风力发电产业进行综合规划。其次,要结合地区发展的实际状况来发展风电事业,一是风电发展的规模必须要与当地的经济发展规划、电网改造建设规划统筹协调,避免不切实际地追求大规模;二是结合地方用电需求,在风力发电并网之外寻求多种其他风电应用产业的发展,全面推进地方经济发展。
        3.4建立健全风力发电体制机制
        当前,我国风力发电事业的发展离不开政策上的大力支持,同时风电入网必然也要进入市场化运作,因此,建立健全风力发电的政策扶持与市场运行相结合的体制机制建设势在必行。首先,要从政府层面建立起完备的风电项目扶持政策体系,从政策性文件的制定、规范立项审批手续、加强项目监管等方面形成科学规范的制度,确保风电项目的发展建设在正确的轨道上前进。其次,加强对市场层面的监督,但不过多干预,对风电产业在市场化运作过程中出现的问题认真查找原因并用科学的技术和方法来解决,并在此过程中形成行业规范,进而实现体制和机制的健全。最后,政府扶持政策与市场的杠杆作用并不是对立的,必须要进行有机地融合,从外部为我国风力发电事业创造双重优势的外部条件,从而实现促进该事业的深度发展。
结语:
        近年来,随着我国风电的快速发展,特别是单风电场规模越来越大,制约风电发展的“瓶颈”是电网建设。因此,必须将风电纳入电网规划的主要电源之一,统筹规划火电、水电、核电、风电等电源,才能从整体上优化电网,保障了电网的安全性、可靠性、经济性等方面,从而使电网企业与社会的经济效益最大。
参考文献:
        [1]贾轶军.大型风电场接入对配电网继电保护的影响及对策[J].中国电业:技术版,2019(4):55.
        [2]程启明,程尹曼,汪明媚等.风力发电机组并网技术研究综述[J].华东电力,2019(09):239-241.
        [3]任丽亚,张建东.风力发电对电力系统运行的影响[J].中国科技信息,2019(11):28-30.
        [4]刘韬文,李孝杰.考虑风力发电的电力系统经济调度[J].变电器,2019(12):276-279.
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