分散式风电接入对地区电网运行影响的研究
文章面对大规模分散式风电并网运行带来的严峻挑战,开展研究应对措施和提出相关建议,对于电网安全经济运行意义重大。通过对于分散式风电带来的影响的研究,使分散式风电接入满足地区电网相关要求,保证电网安全运行,提高风电接纳能力。
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随着国家能源局于2011年颁发国能新能[2011]374号《关于印发分散式接入风电项目开发建设指导意见的通知》和国能新能[2011]226号《关于分散式接入风电开发的通知》,大规模分散式风电接入电网运行将成为后续风电接入的另一种主流接入方式。新疆风能资源丰富,风电开发潜力较大。目前,风电已进入快速发展阶段。至2015年风电总装机规模将达到约5800MW,风电装机占11.51%;其中分散式风电接入预计将占20%左右,远景装机容量更多。大规模分散式风电接入电网运行将成为新疆地区电网安全运行又一重要关注的问题之一。面对大规模分散式风电并网运行带来的严峻挑战,需深入研究电网大规模分散式风电接入带来的影响,开展研究应对措施和提出相关建议,这对于电网安全经济运行意义重大。通过对于分散式风电带来的影响的研究,使分散式风电接入满足地区电网相关要求。将在保证电网安全、稳定运行情况下尽可能提高风电接纳能力。1分散式风电定义及界定标准[1,2]定义:分散式接入风电项目是指位于负荷中心附近,不以大规模远距离输送电力为目的,所产生的电力就近接入当地电网进行消纳的风电项目。界定标准:分散式接入风电项目应具备以下所有条件。(1)应充分利用电网现有的变电站和送出线路,原则上不新建高压送电线路和110kV、66kV变电站,并尽可能不新建其他等级的输变电设施;(2)接入当地电力系统110kV或66kV降压变压器及以下等级的配电器;(3)在一个电网接入点接入的风电装机容量上限以不影响电网安全运行前提合理确定,统筹考虑各电压等级的接入总容量,并鼓励多点接入;(4)除示范项目外,单个项目总装机容量不超过50MW。2分散式风电发电形式及优点分散式风力发电的形式一般采用风力发电与太阳能发电、柴油机发电等组合式发电系统,即“风光”、“风油”和“风光油”互补发电。这些系统近年来都有所发展,特别是采用“风光”互补发电系统发电,是未来的发展方向。太阳能与风能在时间上和地域上有着很强的互补性。太阳能和风能在时间上的互补性使“风光”互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性,“风光”互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统,也是今后相当时期内的发展趋势。分散式发电具有投资省、占地面积较少、接入方式灵活、能源种类多样等优点。可以在电网未能通达的偏远地区,如高山、草原和海岛等地区,用小型风力发电机为蓄电池充电,再通过逆变器转换成交流电向终端用户供电。在偏远的负荷突然增长地区,就地安装分散式风电可以避免大量的输配电设备扩容费用;对于用电压力大的负荷中心区域,可以缓解用电压力,延缓电网的扩建或者改建,节约输配电线路的投资。通过合理优化分散式风电的接入位置和接入容量,可以明显降低电网线路损耗,改善电网末端的电能质量。充分利用风能等可再生能源,降低了对一次能源的依赖性,同时还可减少有害物的排放量,减轻对环保的压力。3对地区电网运行的影响随着越来越多的分散式风电接入运行,对地区电网运行带来了一些新的问题,经过计算、仿真分析主要集中存在以下问题。3.1对地区电网电压运行稳定性的影响电压维持在规定电压范围内才能保证电能质量。配电系统的调压规则是以潮流从变电站流向用户为基础的,但在分散式电源接入电网之后,配电系统从放射状结构变为多电源结构,潮流的大小和方向有可能发生巨大改变,从而使电力系统中某些部分的电压也发生变化。同时分散式风电接入将对系统电压及损耗带来变化,因而需要合理配置接入点。接入点及接入容量大小将会决定分散式风电的运行策略,并影响系统的可靠性指标。因此首先需要进行地区电网潮流计算,分析其对系统电压以及损耗的影响,确定其接入点以及接入容量的大小。地区电网可以通过调整变压器分接头、投切集中补偿装置(包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器)等方式改变系统的电压分布,提高系统终端变电所的母线电压,使得用户电压满足一定的标准。分散式风电的接入将会引起系统潮流分布的变化,由于风电自身随机性、波动性等特点将会造成系统的电压波动较大,给电压调整带来新的影响。
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