風(fēng)力發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響及解決措施

發(fā)布時(shí)間：2021-01-12所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1218次

摘 要： 摘要：現(xiàn)如今，人們的生活質(zhì)量在不斷提高，對(duì)于電力的需求在不斷加大。文章闡述了風(fēng)力發(fā)電的前景，風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量的不斷增大對(duì)電力系統(tǒng)的影響。對(duì)繼電保護(hù)裝置、電力調(diào)度等相關(guān)方面的影響做了介紹，即簡(jiǎn)單地介紹了風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響及解決措施

　　摘要：現(xiàn)如今，人們的生活質(zhì)量在不斷提高，對(duì)于電力的需求在不斷加大。文章闡述了風(fēng)力發(fā)電的前景，風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量的不斷增大對(duì)電力系統(tǒng)的影響。對(duì)繼電保護(hù)裝置、電力調(diào)度等相關(guān)方面的影響做了介紹，即簡(jiǎn)單地介紹了風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響及解決措施，如改善電能質(zhì)量、改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、安裝電力電子裝置，并對(duì)風(fēng)電場(chǎng)接入設(shè)計(jì)工作提高要求。

　　關(guān)鍵詞：風(fēng)力;發(fā)電系統(tǒng);發(fā)電量;預(yù)測(cè)

　　引言

　　隨著全球能源危機(jī)與環(huán)境污染等問題的日益加劇，新能源的出現(xiàn)和應(yīng)用開始受到世界各國(guó)的關(guān)注，持續(xù)開發(fā)利用新能源是確保人類可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵舉措之一，而其中風(fēng)力發(fā)電在近年來已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。文章簡(jiǎn)要介紹了新能源的概念及其特點(diǎn)，對(duì)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，進(jìn)而指出了未來風(fēng)力發(fā)電的前景，最后提出了一些關(guān)于推進(jìn)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的措施和建議，期望對(duì)讀者有所啟發(fā)。

　　1新能源發(fā)電的現(xiàn)狀

　　基于我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展情況，我國(guó)新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)跟其他新興產(chǎn)業(yè)一樣，與世界上一些發(fā)達(dá)國(guó)家差距較大，并且由于新能源開發(fā)技術(shù)的限制，前期設(shè)施投入大，回報(bào)率低，產(chǎn)生社會(huì)效應(yīng)的速度較慢，因此我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)在這種基調(diào)下發(fā)展緩慢。近年來，隨著低碳經(jīng)濟(jì)的倡導(dǎo)和眾多國(guó)家支持政策的陸續(xù)出臺(tái)，我國(guó)的新能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)得到了迅速并且相對(duì)穩(wěn)步的提升。據(jù)網(wǎng)上公開資料顯示，截至2019年底，我國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到7.94億千瓦，同比增長(zhǎng)9%，約占全部電力裝機(jī)的39.5%;其中，風(fēng)電裝機(jī)2.1億千瓦，光伏發(fā)電裝機(jī)2.04億千瓦，分別同比增長(zhǎng)14.0%，17.3%。我國(guó)的新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)正在逐步替代傳統(tǒng)電力能源，產(chǎn)生的效益也正在慢慢的體現(xiàn)。

　　相關(guān)期刊推薦：《內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)》(半月刊)創(chuàng)刊于1997年，是由內(nèi)蒙古自治區(qū)科學(xué)技術(shù)信息研究所內(nèi)蒙古科學(xué)技術(shù)情報(bào)學(xué)會(huì)主辦的國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行的綜合性科技與經(jīng)濟(jì)刊物。內(nèi)容詳實(shí)、觀點(diǎn)新穎、文章可讀性強(qiáng)、信息量大，眾多的欄目設(shè)置，內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)公認(rèn)譽(yù)為具有業(yè)內(nèi)影響力的雜志之一。

　　2風(fēng)力發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響及解決措施

　　2.1對(duì)電力系統(tǒng)的影響

　　1)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模影響。目前，我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模逐步擴(kuò)大。但風(fēng)電場(chǎng)接入容量相對(duì)較低，占電網(wǎng)總裝機(jī)容量，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)頻率造成太大影響，這不是限制風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)規(guī)模的主要條件。對(duì)于負(fù)荷消納少，以及風(fēng)能資源豐富的地區(qū)，同時(shí)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱。如果此時(shí)存在風(fēng)電大量輸入時(shí)，不但影響接入點(diǎn)的電壓，還會(huì)改變潮流分布情況，這種情況是制約風(fēng)電建設(shè)規(guī)模的主要因素。風(fēng)能是不可控制的，導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組出力的波動(dòng)和間歇性。目前，風(fēng)電預(yù)測(cè)精度有待提高，增加了電力調(diào)度的難度。從電網(wǎng)的角度來看，風(fēng)電機(jī)組是一種隨機(jī)干擾源，對(duì)電網(wǎng)的可靠運(yùn)行增加了一定的風(fēng)險(xiǎn)。因此，關(guān)鍵問題是確定風(fēng)電場(chǎng)在規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段就能夠確定最大輸入容量。2)對(duì)電能質(zhì)量的影響。鑒于風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行特性和風(fēng)資源的不確定性，因此，確定了風(fēng)電機(jī)組的功率波動(dòng)特性，對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的電能質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生影響。當(dāng)風(fēng)機(jī)接入點(diǎn)存在較大短路比時(shí)，將抑制電壓波動(dòng)和閃變。如果電子控制裝置設(shè)計(jì)不當(dāng)，電壓波形將嚴(yán)重失真，從而可能導(dǎo)致諧振和一些潛在的問題。

　　2.2太陽(yáng)能發(fā)電的應(yīng)用和前景

　　現(xiàn)如今，太陽(yáng)能的利用形式主要有太陽(yáng)能熱水器，家用太陽(yáng)能小型發(fā)電裝置，大型太陽(yáng)能電站，宇航航天等。目前，太陽(yáng)能的實(shí)際應(yīng)用成本較高，效率也普遍較低。太陽(yáng)輻射出的能量十分巨大，其輻射到達(dá)地球大氣層內(nèi)部的數(shù)量雖然只有僅僅大約20億分之一，但這一小部分能量就足以供給地球上絕大多數(shù)的生命能量來源，從這個(gè)角度看，太陽(yáng)能將會(huì)是未來人類最可靠的能源所在。隨著用電量需求的不斷增加，太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的持續(xù)開發(fā)勢(shì)在必行，想要實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電的大面積應(yīng)用，則必須解決兩個(gè)問題，即:太陽(yáng)能光電的轉(zhuǎn)換效率必須要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上得到極大的提升;建立起全面的、系統(tǒng)的太陽(yáng)能發(fā)電、運(yùn)輸電網(wǎng)。只有在這兩方面實(shí)現(xiàn)了突破，我們才算能夠真正有效的將太陽(yáng)能利用起來。

　　2.3加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃制定開發(fā)策略

　　我國(guó)地域廣闊，目前建成的八大風(fēng)電項(xiàng)目基地在產(chǎn)能上還有很大的開發(fā)空間，但由于地區(qū)之間的科技、經(jīng)濟(jì)差異的存在，加上項(xiàng)目建設(shè)受當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件的限制非常明顯，各自為戰(zhàn)的局面有待進(jìn)一步解決，為此，加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃以制定適宜的開發(fā)策略非常重要。首先，要在國(guó)家能源局的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，依據(jù)國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)以及政策文件開展風(fēng)電項(xiàng)目的規(guī)劃建設(shè)，從國(guó)家層面進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等開展綱領(lǐng)性的組織領(lǐng)導(dǎo)，基于區(qū)域?qū)用骈_展有差異的規(guī)劃建設(shè)，從整體上對(duì)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)行綜合規(guī)劃。其次，要結(jié)合地區(qū)發(fā)展的實(shí)際狀況來發(fā)展風(fēng)電事業(yè)，一是風(fēng)電發(fā)展的規(guī)模必須要與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、電網(wǎng)改造建設(shè)規(guī)劃統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，避免不切實(shí)際地追求大規(guī)模;二是結(jié)合地方用電需求，在風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)之外尋求多種其他風(fēng)電應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，全面推進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

　　2.4安裝電力電子裝置

　　當(dāng)發(fā)電機(jī)組達(dá)到同步轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)閉合定子斷路器，使發(fā)電機(jī)通過電流反饋對(duì)雙向晶閘管導(dǎo)通角進(jìn)行控制經(jīng)一組雙向晶閘管與電網(wǎng)連接，使雙向晶閘管的觸發(fā)角由180°向0°逐漸打開，雙向晶閘管在并網(wǎng)過程結(jié)束后被短接。可以通過這種軟啟動(dòng)方式，使并網(wǎng)過程比較平滑，可以將沖擊電流在風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)時(shí)限制在1.2～1.5倍額定電流以內(nèi)。當(dāng)發(fā)電機(jī)組達(dá)到同步轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)閉合定子斷路器，使發(fā)電機(jī)通過電流反饋控制雙向晶閘管的導(dǎo)通角，并通過一組雙向晶閘管與電網(wǎng)連接，使雙向晶閘管的觸發(fā)角從180°逐漸開至0°并在并網(wǎng)過程結(jié)束后使雙向晶閘管短接。通過這種軟啟動(dòng)方式，并網(wǎng)過程比較平穩(wěn)，風(fēng)機(jī)并網(wǎng)時(shí)沖擊電流可限制在額定電流的1.2～1.5倍以內(nèi)。

　　2.5建立健全風(fēng)力發(fā)電體制機(jī)制

　　當(dāng)前，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展離不開政策上的大力支持，同時(shí)風(fēng)電入網(wǎng)必然也要進(jìn)入市場(chǎng)化運(yùn)作，因此，建立健全風(fēng)力發(fā)電的政策扶持與市場(chǎng)運(yùn)行相結(jié)合的體制機(jī)制建設(shè)勢(shì)在必行。首先，要從政府層面建立起完備的風(fēng)電項(xiàng)目扶持政策體系，從政策性文件的制定、規(guī)范立項(xiàng)審批手續(xù)、加強(qiáng)項(xiàng)目監(jiān)管等方面形成科學(xué)規(guī)范的制度，確保風(fēng)電項(xiàng)目的發(fā)展建設(shè)在正確的軌道上前進(jìn)。其次，加強(qiáng)對(duì)市場(chǎng)層面的監(jiān)督，但不過多干預(yù)，對(duì)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在市場(chǎng)化運(yùn)作過程中出現(xiàn)的問題認(rèn)真查找原因并用科學(xué)的技術(shù)和方法來解決，并在此過程中形成行業(yè)規(guī)范，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)體制和機(jī)制的健全。最后，政府扶持政策與市場(chǎng)的杠桿作用并不是對(duì)立的，必須要進(jìn)行有機(jī)地融合，從外部為我國(guó)風(fēng)力發(fā)電事業(yè)創(chuàng)造雙重優(yōu)勢(shì)的外部條件，從而實(shí)現(xiàn)促進(jìn)該事業(yè)的深度發(fā)展。

　　結(jié)語(yǔ)

　　近年來，隨著我國(guó)風(fēng)電的快速發(fā)展，特別是單風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模越來越大，制約風(fēng)電發(fā)展的“瓶頸”是電網(wǎng)建設(shè)。因此，必須將風(fēng)電納入電網(wǎng)規(guī)劃的主要電源之一，統(tǒng)籌規(guī)劃火電、水電、核電、風(fēng)電等電源，才能從整體上優(yōu)化電網(wǎng)，保障了電網(wǎng)的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等方面，從而使電網(wǎng)企業(yè)與社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益最大。本文簡(jiǎn)單地介紹了風(fēng)能的利用和優(yōu)勢(shì)、對(duì)風(fēng)力發(fā)電和風(fēng)電的發(fā)展前景和發(fā)展現(xiàn)狀做了詳細(xì)的分析，介紹了一些有關(guān)風(fēng)力發(fā)電的基本知識(shí)，分析了風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)的影響。可以確定，要從根本上改善風(fēng)力發(fā)電的電網(wǎng)接入問題，就要提高風(fēng)電機(jī)組的可信容量系數(shù)，降低電力系統(tǒng)所需的備用容量。可以通過優(yōu)化風(fēng)電機(jī)組的性能，研制風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，發(fā)展大容量?jī)?chǔ)能裝置，改善風(fēng)電功率控制和補(bǔ)償設(shè)備等幾方面進(jìn)行。——論文作者：王文韜

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