風(fēng)電并網(wǎng)對主電網(wǎng)影響的探討

1、風(fēng)電并網(wǎng)對主電網(wǎng)影響的探討風(fēng)電并網(wǎng)對主電網(wǎng)影響的探討作者：葉啟明發(fā)布日期：200951410:40:51[摘要]針對國內(nèi)風(fēng)電場常用的3種風(fēng)力發(fā)電機(jī)類型，分析了風(fēng)電并網(wǎng)對主電網(wǎng)運(yùn)行方面的影響以及經(jīng)濟(jì)方面的影響。[關(guān)鍵詞]風(fēng)力發(fā)電機(jī)；并網(wǎng)；穩(wěn)態(tài)；據(jù)悉，我國2008年風(fēng)電的裝機(jī)容量已突破1000萬千瓦，全國有投運(yùn)的風(fēng)電場65座，中國不久將成為最大的風(fēng)力發(fā)電國家。風(fēng)力發(fā)電的主要特點(diǎn)是隨機(jī)性與不可控性，主要隨風(fēng)速變化而變化。因此，風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行對主

2、電網(wǎng)運(yùn)行帶來諸多不利影響。分析風(fēng)電場并網(wǎng)對電網(wǎng)影響是風(fēng)電事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題，同時(shí)也是電網(wǎng)部門安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個新課題。一、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的類型分析風(fēng)電并網(wǎng)的影響，首先要考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)類型的不同。不同風(fēng)電機(jī)組的工作原理、數(shù)學(xué)模型都不相同，因此分析方法也有所差異。目前國內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的主要機(jī)型有3種，每種機(jī)型都有其特點(diǎn)。1.1異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)國內(nèi)已運(yùn)行風(fēng)電場大部分機(jī)組是異步風(fēng)電發(fā)電機(jī)。主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、價(jià)格便宜。這種發(fā)電機(jī)組為定速恒

3、頻機(jī)沮，運(yùn)行中轉(zhuǎn)速基本不變，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行在風(fēng)能轉(zhuǎn)換最佳狀態(tài)下的幾率比較小，因而發(fā)電能力比新型機(jī)組低。同時(shí)運(yùn)行中需要從電力系統(tǒng)中吸收無功功率。為滿足電網(wǎng)對風(fēng)電場功率因數(shù)的要求，多采用在機(jī)端并聯(lián)補(bǔ)償電容器的方法，其補(bǔ)償策略是異步發(fā)電機(jī)配有若干組固定容量的電容器。由于風(fēng)速大小隨氣候環(huán)境變化，驅(qū)動發(fā)電機(jī)的風(fēng)力機(jī)不可能經(jīng)常在額定風(fēng)速下運(yùn)行，為了充分利用低風(fēng)速時(shí)的風(fēng)能，增加全年的發(fā)電量，近年廣泛應(yīng)用雙速異步發(fā)電機(jī)。這種雙速異步發(fā)電機(jī)可以改變極對

4、數(shù)，有大、小電機(jī)2種運(yùn)行方式。1.2雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)國內(nèi)還有一些風(fēng)電場選用雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，大多來源于國外，價(jià)格較貴。這種機(jī)型稱為變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)，其風(fēng)力機(jī)可以變速運(yùn)行，運(yùn)行速度能在一個較寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，使風(fēng)機(jī)風(fēng)能利用系數(shù)Cp得到優(yōu)化獲得高的利用效率；可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)較平滑的電功率輸出；發(fā)電機(jī)本身不需要另外附加無功補(bǔ)償設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)在一定范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)，例如功率因數(shù)從領(lǐng)先0.95調(diào)節(jié)到滯后0.95范圍內(nèi)，因而具有調(diào)節(jié)無功功率出力的

5、能力。1.3直驅(qū)式交流永磁同步發(fā)電機(jī)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中，齒輪箱是故障較高的部件。采用無齒輪箱結(jié)構(gòu)能大大提高風(fēng)電機(jī)組的可靠性，降低故障率，提高風(fēng)電機(jī)組的壽命。目前國內(nèi)有風(fēng)電場使用了直驅(qū)式交流永磁同步發(fā)電機(jī)，運(yùn)行時(shí)全部功率經(jīng)ADA變換，接入電力系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行。與其他機(jī)型比較，需考慮諧波治理問題。有必要，可采用動態(tài)電壓控制設(shè)備。三、風(fēng)電并網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)影響風(fēng)電場的發(fā)電成本加上合理的利潤，構(gòu)成風(fēng)電的價(jià)格。2006年施行的中規(guī)定，電網(wǎng)企業(yè)必須全

6、額收購可再生能源電量。費(fèi)用高于常規(guī)能源發(fā)電平均上網(wǎng)電價(jià)，其電價(jià)之間的差額附加到銷售電價(jià)中分?jǐn)?。?jù)統(tǒng)計(jì)，全國己建風(fēng)電場的電價(jià)水平在(0.461.2)元(KWh)之間。目前，國內(nèi)風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)大概分為：成本利潤電價(jià)；特許權(quán)招標(biāo)電價(jià)；全省統(tǒng)一電價(jià)等三種。與火電相比，風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)較高。風(fēng)電場出力的隨機(jī)性，可能造成如負(fù)荷跟蹤、頻率控制、備用容量、無功功率和電壓調(diào)節(jié)等電網(wǎng)輔助服務(wù)的成本增加，從而影響了電網(wǎng)企業(yè)的效益。四、結(jié)束語近年來，中國風(fēng)力發(fā)電事業(yè)