大規模風電接入電網的相關問題及措施

李玉

摘 要：大規模開發風能是我國進入新時代的重要戰略選擇。針對問題，涉及我國電網的大規模并網，借鑒國外先進經驗，具有較大規模的風能，集中發展和高壓傳輸特點，導致調頻波段系統、峰值調節、風電功能預測及低壓轉換等，在這方面應注意到廣泛接入輸電網的問題，并提出相應的對策。

關鍵詞：風電接入;電網;問題措施

引言：我國風能自然資源豐富，根據最近一次風能資源普查的初步數據，風能儲量較大，可在該國陸地和沿海地區的10米范圍內開發和使用，約10億立方米。根據《可再生能源法》，采取了一系列措施促進可再生能源的開發，并在國家風能發展戰略“建立大基地，融入大電網”的指導下，風能產業規?；l展趨勢初現端倪一臺風力渦輪機的功率從數萬千瓦增加到數十萬千瓦，甚至數百萬千瓦。千瓦風電基礎，2010年將使用5160兆瓦。風電正從分散式快速發展，小規模開發和本地消費，以及大規模開發和集中高壓輸電。風能給電網安全穩定運行帶來越來越大的挑戰，解決我國風電接入電網相關問題，借鑒國外先進經驗，了解風電發展的地位和特點，跟蹤電網運行情況，最后提出適當的對策。

1.風電發展現狀及特點

2007年底我國風電裝機容量為13320MW，居世界第4位2008年我國新增風電機6246MW，僅次于美國，位居世界第二，在過去的10年里，全球風電裝機數量每年增長29.8%，我國每年增長60%左右，大約是世界平均年增長率的兩倍。我國的風電裝機在過去三年中翻了一番，三年平均年增長率約為世界的四倍。目前，隨著風電裝機組制造水平快速提升，單機的容量正在增加，風電裝機已成為市場上主流機型，世界上最大的風力渦輪機達到6MW。運輸條件等因素，迎風地面電場單位功率一般低于3MW，單臺風機功率為5-6MW，單臺風機功率為1.05MW，最大-3兆瓦，目前有三種類型的風機和電機組：恒風速機組，可變風速機組和直感應永磁體機組.在運行過程中，風扇機組轉速恒定，無功功率必須從電網中吸收。雙電機變速機組采用雙饋電機，直接磁通機組采用多極同步電機，變速無功變功率，如果機組具有快速的無功能量補償器，則具有一定的低壓功率;通過永磁和迎風裝置提供適當的電源和功率，而通過自己的控制系統實現了低壓電壓的功率.雙可變進給風機機組的恒速約為60%，恒速發動機約30%，其他約10%。由于性能原因，大多數運行中的風電機組沒有低電壓，并且不具備無功能量均衡裝置或相應的控制系統。

1.1接入電網方式

網絡訪問有兩種主要方式：分散訪問和集中訪問。分散訪問主要用于當風能開發規模小，主要是在局部熄滅的情況下，低電壓連接水平，這對系統的運行影響較小。集中訪問主要用于當風電系統的開發大規模進行時，以異質吸收、高連接率和遠程傳輸為主，這對系統的運行有很大的影響。電網穩定，能源需求增長緩慢。除新集中開發的大型海上風電場采用高壓遠程傳輸外，顯著分散的風力連接，局部吸收，在德國，例如，目前，絕大多數風力發電廠的發電量不到50兆瓦，分散接入110千伏以下的配電網約占總數的70%。

2.風電接入電網運行控制措施

2.1系統調頻

動力系統是一個實時動態平衡系統，生產，輸電和用電必須始終保持平衡.可調的定期供電，對電力負荷的預測精度已經非常高，電網頻率完全控制在沒有風電、風能波動和周期性停頓的情況下，很難準確預測，影響電網調頻的是什么.風機機組產生的有功能主要是隨風能的變化而調整的，一般來說，風扇不參與系統的頻率調制，只需將風扇機組的性能降低到高頻（即。放棄部分利用風能的做法）;英國必須參加調頻頻段，但通常不使用;丹麥不僅要參與調頻，還需要大型集中接入電網和遠程風電場的余量和適應（即采用棄風方式保留一定的調整容量），由于我國的現行標準沒有對風電機組參與系統頻率管理提出要求，鑒于現有風電機組不參與系統頻率調節;考慮到電網頻率的調節應由傳統電廠共同進行，考慮到風能對電網的大規模接入，使風機在電網中的比重增大，電網頻率調制所覆蓋的能量比重增大，且必須以同步方式組合相應電源頻率的電力調制能量的供應。

2.2系統調峰

研究表明，大型風電場的低壓承載能力對電網的安全穩定運行有一定影響，在某些情況下，系統的穩定性，因為風場，能夠通低壓.風機機組的低通容量配置應通過仿真根據網絡實際情況確定。 由于風能具有隨機性、不連續性、反調節性和較大不穩定性等特點，對系統調節峰值的影響主要表現為：改進調制峰值的客觀必要性;風電的抗調節特性進一步增加調峰系統的最大功率需求。調峰是限制的主要矛盾之一，以占我國風電機組最大份額的吉林電網為例，吉林省直接控制的熱電機組占70%，風扇機組占6.7%，吉林峰和等效山谷高度的年變化。例如，在2009年春節期間，吉林電網被迫將最大風能限制在500MW左右，這意味著大約50%的風力發電機。電力結構不合理是其困難的主要原因，中國和德國在電力結構上存在重大差異。2008年，儲存的優質電力供應約占總裝機容量的25%，其他調峰供應約占8%;煤炭和核電占總裝機容量的51%。截至2008年底，我國的熱能占總裝機容量的75.9%，水電僅占21.6%。從德國能源供應結構來看，取暖油等快速調節能源、天然氣和水電所占比例較大，具有較強的調峰能力，我國快速調節機組比例較低，集中獲得強大的風電會增加電網的峰值壓力，創建適當的高水平，加強國家電網建設。

總結語

大規模風電接入電網還存在較多問題，為了促進風電機組的發展，必須加強風電對電網影響的技術研究。鑒于建立統一、高效的智能網絡或完善相關指令和法規、標準體系、測試和認證體系，建設高素質的人才隊伍，確保風電網絡和諧發展和電網安全穩定運行。

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