电力系统安全稳定中风电并网的影响研究

风力发电近年来在取得了很大的发展,并且在一定程度上缓解了煤炭资源的开采压力以及供电压力。随着人们生活水平的不断提升,人们对环境保护的意识越来越强。而通过对风电的开发和利用,能够有效减少火力发电厂的数量,从而减少对煤炭资源的消耗,促进的可持续发展论文网。而在进行风电并网的时候,往往会对电力系统造成一些影响,导致电网不能正常运行,所以加强对风电并网对电力系统安全稳定的影响研究显得尤为重要。

一。风电并网对电网系统的冲击

根据风力发电的实际情况来看,其整体的规模和容量还比较小,异步电动机是最常采用的发电装置。而这种异步电动机中没有配备独立的电磁装置,所以只能在电网系统的帮助下完成对磁场的建立。在直接进行风电机组并网的情况下,很可能会产生很大的电压冲击,从而形成冲击电流。这种冲击电流直接与电网系统电压相关,在风电场的容量和规模较小的时候,冲击电流并不会对电网系统的正常运行造成影响。但在风电场的规模和电厂容量不断增加的情况下,并网时产生的冲击电流将会对电网的争产运行造成很大的影响,其中主要是会导致电网的电压骤降,从而影响电网系统的安全和稳定。

在异步风电机组运行的过程中,其会通过对电网系统大量无功功率的吸收来建立需要的磁场。当并网时产生的冲击电流达到一定值的时候,就会导致电网的电压骤降到某一个低水平,从而引起电网中其它设备的故障,甚至有可能导致并网失败的情况,从而让电网系统整体运行的稳定性和安全性受到严重破坏。所以在完成并网之后,应该加强对无功补偿设备的引进和使用,从而保证电网的安全稳定运行。

二。对电压稳定性的影响

根据风电并网的实际成果来看,风电场在并网的过程中对电网系统影响最大的,就是电网系统电压的稳定性。对于电力系统而言,影响电网系统电压稳定性的关键因素是无功功率。而在并网的过程中风电场会通过吸收电网的无功功率来建立自身需要的磁场,实际处理的过程中可以将其当做是一个无功负荷。在风电机组的转速很快的情况下,无功功率的吸收会逐渐增大。而在机组转速不断下降的时候,对无功功率的吸收将会不断减小。而通过综合分析可以发现,出现这种情况的根本原因是受到风力自身的特性影响,由于其波动性很强,所以会对直接对电网的电压稳定性造成影响。另外,在风电机组的电压不断下降并且无功补偿也不断下降的情况下,风电机组就需要从电网中吸收更多的无功功率,这样就会导致电网电压的持续性下降。

由于在进行风电并网的过程中会直接将风电场接入到电网的末端,或是将风电场直接接入到配电网中,而这样就可能会让配电网的电流流动方向和规律被改变。在电网的电流逆向流动的情况下,继电保护装置就很有可能会被启动,而加上电网注入的功率不断增加,将可能让电网的电压超出安全运行的标准,而电压在出现骤升或骤降的时候,就很容易导致整个电网系统出现崩溃的现象。

三。影响电能质量

对于风电场而言,其无功功率的输出存在很大的波动性,这样就会直接对电网系统的电压稳定性和电能质量造成影响。根据风电场的实际情况来看,在并网的时候主要会对电网电能质量造成两方面的影响。其中一个方面是在风电场对电网系统瞬时冲击降低的情况下,需要采取软启动的方式,并加强对相关设备的管理,而在晶闸管出现故障的时候很可能会导致次谐波的产生。另一方面,在风电场并网的瞬间,如果电流出现持续的变化,会导致换流器的运行负荷不断增加,导致大量谐波的产生,这样就会让风电场吸收的无功功率不断增加,导致电网的电压不断降低。下图为电能质量监测方案。

四。对继电保护装置的影响

电力分配系统是传统电网采用的主要系统,这样能够让产生的电能借助电力系统被传输到各个负荷,从而保证电能的单向传输。但是在完成风电并网之后,传统的单向电能传输方式将被改变,取而代之的将是双向传输。为了防止风电机组在投入运营后损坏自身的设备,对整个电网的稳定和安全造成影响,要让风电机组的电动机保持正常运转,并对系统进行减负处理。当并入电网系统的风电场规模较大的时候,就需要重新对电网系统的短路电流的大小进行评估,并且要对短路容量进行检测。这样能够保证断路器在并网后仍然能够承受短路容量,避免在出现短路电流的时候无从解决。

五。总结

随着经济建设速度的快速提升,风力发电逐渐受到的重视,并且对风电的建设进行了加强,在风电开发和利用上取得了一定的成就。而在进行风电并网的时候,还存在一些较为常见的问题,对电网的正常运行造成一定影响。所以在开展风电并网工作的过程中,还需要对其进行全面深入的研究,从而保证风电的正常发展。

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