风电并网对电压稳定的影响分析探讨-第2页-北极星风力发电网

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大规模风电场并网的主要问题

风电场并网运行对电网的影响由于风电具有随机性和间歇性特点，并网风电将对电网产生一定影响。风电发展初期装机规模较小，与配电网直接相连，对电网的影响主要表现为电能质量，随着大规模风电接入输电网，系统调峰压力加大，系统稳定和运行问题突显。电能质量风电机组对电能质量的影响主要表现在高次谐波、电压闪变和电压波动上，在采用双馈变速恒频风电机组的情况下较为严重。并网风电机组在连续运行和机组切换操作过程中都会产生电压波动和闪变。

1、电压波动和闪变

风力发电机组大多采用软并网方式，但是在启动时仍会产生较大的冲击电流。当风速超过切出风速时，风机会从额定出力状态自动退出运行。如果整个风电场所有风机几乎同时动作，这种冲击对配电网的影响十分明显。不但如此，风速的变化和风机的塔影效应都会导致风机出力的波动，而其波动正好处在能够产生电压闪变的频率范围之内(低于25Hz)，因此，风机在正常运行时也会给电网带来闪变问题，影响电能质量。

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是波动的，会影响电网的电能质量，如电压偏差、电压波动和闪变、谐波以及周期性电压脉动等。风力发电引起电压波动和闪变的根本原因是并网风电机组输出功率的波动。电网电压的变化受风电系统有功和无功功率的影响。风电机组输出的有功功率主要依赖于风速;在无功功率方面，恒速风电机组吸收的无功功率随有功功率波动而波动，双馈电机一般采用恒功率因数控制方式，因而无功功率波动较小。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。典型的切换操作包括风电机组启动、停止和发电机切换，其中发电机切换仅适用于多台发电机或多绕组发电机的风电机组。这些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。

2、谐波

风电给系统带来谐波的途径主要有两种：一种是风力发电机本身配备的电力电子装置，可能带来谐波问题。对于直接和电网相连的恒速风力发电机，软启动阶段要通过电力电子装置与电网相连，会产生一定的谐波，不过过程很短，发生的次数也不多，通常可以忽略。但是对于变速风力发电机则不然，变速风力发电机通过整流和逆变装置接入系统，如果电力电子装置的切换频率恰好在产生谐波的范围内，则会产生很严重的谐波问题，随着电力电子器件的不断改进，这一问题也在逐步得到解决。另一种是风力发电机的并联补偿电容器可能和线路电抗发生谐振，在实际运行中，曾经观测到在风电场出口变压器的低压侧产生大量谐波的现象。

风电装置中电力电子器件是风电装置中最重要的谐波源;在风电系统中，由于异步机、变压电容器等设备均为三相，且采用三角型或Y型连接方式，故不存在偶次或3的倍数次谐波，即风系统中存在的谐波次数为5、7、11、13、17等。风机本身配备的电力电子装置，可能带来谐波问题。对于直接和电网相连的恒速风机，软启动阶段要通过电力电子装置与电网相连，因此会产生一定的谐波，不过因为过程很短，发生的次数也不多，通常可以忽略。但是对于变速风机则不然，因为变速风机通过整流和逆变装置接人系统，如果电力电子装置的切换频率恰好在产生谐波的范内，则会产生很严重的谐波问题。

电压波动与闪变的抑制

目前，大部分用于改善和提高电能质量的补偿装置都具有抑制电压波动与闪变的功能，如静止无功补偿器(SVC)、有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)，以及配电系统电能质量统一控制器(DS2Unicon)等.

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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