风力发电与电网互联运行研究.docx

风力发电与电网互联运行研究 第一部分 风力发电特点及电网互联运行意义 2第二部分 风力发电与电网互联运行模式 4第三部分 风力发电对电网运行的影响 7第四部分 风电场选址原则及技术要求 10第五部分 风电场接入电网方式及控制策略 12第六部分 风电场并网运行稳定性分析 15第七部分 风电场并网运行故障处理措施 18第八部分 风电场并网运行经济性评价 22第一部分 风力发电特点及电网互联运行意义关键词关键要点风力发电特点1. 间歇性和波动性：风力发电输出功率受风速变化的影响很大，具有很强的间歇性和波动性风速的不稳定性和不可预测性导致风电场发电量的不稳定性和不可预测性，给电网调度带来很大的挑战2. 弃风问题：当风电场发电量超过电网需求时，由于电网难以消纳，一部分风电场发电量会被弃掉，造成风电场发电量的损失和浪费弃风问题是风电场电网互联运行的主要问题之一3. 功率预测困难：风电场发电量受风速变化的影响很大，风速的不稳定性和不可预测性导致风电场发电量的功率预测困难准确的风电场发电量功率预测是风电场电网互联运行的重要前提风力发电电网互联运行意义1. 提高风电场发电量的利用率：通过电网互联运行，可以将风电场发电量并入电网，提高风电场发电量的利用率，减少弃风问题。

2. 促进风电场的大规模开发利用：通过电网互联运行，可以将风电场发电量输送到远方的负荷中心，促进风电场的大规模开发利用3. 改善电网的稳定性和可靠性：通过电网互联运行，可以将风电场发电量并入电网，改善电网的稳定性和可靠性，提高电网的供电质量4. 减少温室气体排放：通过电网互联运行，可以将风电场发电量输送到远方的负荷中心，减少化石燃料的使用，减少温室气体排放，有利于环境保护 风力发电特点及电网互联运行意义 一、风力发电特点风力发电是一种利用风能发电的可再生能源技术风力发电具有以下特点：- 清洁无污染：风力发电不产生任何温室气体或其他污染物，是一种清洁的能源 可再生：风能是一种可再生的能源，不会枯竭 地域广泛：风能资源广泛分布，在世界各地都有分布 成本低廉：风力发电的成本正在不断下降，已经成为一种具有竞争力的能源 二、风力发电与电网互联运行意义将风力发电与电网互联运行具有以下意义：- 提高能源效率：将风力发电与电网互联运行，可以提高能源利用效率当风力发电量大于电网负荷时，多余的风电可以并入电网，减少化石燃料发电机的使用当风力发电量小于电网负荷时，电网可以向风电厂输送电力，保证风电厂的正常运行。

减少化石燃料的使用：将风力发电与电网互联运行，可以减少化石燃料的使用化石燃料燃烧会产生温室气体，导致气候变化风电是一种清洁的能源，不会产生温室气体，有助于减少化石燃料的使用，保护环境 改善电网稳定性：将风力发电与电网互联运行，可以改善电网稳定性风力发电是一种间歇性能源，风力发电量随时可能会发生变化将风电并入电网，可以利用其他发电机组的调节能力来弥补风电发电量的波动，保证电网的稳定运行 促进风电产业发展：将风力发电与电网互联运行，可以促进风电产业的发展风电是一种有发展潜力的清洁能源，但风电产业的快速发展需要电网的支撑将风电并入电网，可以为风电企业提供一个稳定的市场，促进风电产业的发展第二部分 风力发电与电网互联运行模式关键词关键要点风力发电对电网稳定性的影响1. 风力发电的间歇性和波动性对电网稳定性提出了挑战，可能导致电网频率和电压波动，甚至引发电网故障2. 风力发电场通常分布在偏远地区，远离负荷中心，需要长距离输电线路，这会增加输电损耗和电压降，进一步影响电网稳定性3. 风力发电的快速变化可能导致电网短路，造成发电机和输电设备的损坏，甚至引发电网黑out风力发电与电网互联运行技术1. 双馈异步发电机（DFIG）风力发电机组：这种风力发电机组具有双重馈电模式，既可以从电网获取有功功率，也可以向电网输送有功功率，实现风力发电与电网的双向功率流动。

2. 全功率变流器（FC）风力发电机组：这种风力发电机组采用全功率变流器将风力发电机的交流电转换为直流电，然后再将直流电转换为交流电与电网并联，实现风力发电与电网的稳定运行3. 永磁同步发电机（PMSG）风力发电机组：这种风力发电机组采用永磁同步发电机，具有良好的调速性能和发电质量，适用于大容量风力发电机组风力发电与电网互联运行控制策略1. 主动功率控制：通过调节风力发电机组的有功功率输出，使电网频率保持稳定2. 无功功率控制：通过调节风力发电机组的无功功率输出，使电网电压保持稳定3. 惯量控制：通过增加风力发电机组的惯量，提高电网的稳定性，防止电网频率大幅波动风力发电与电网互联运行保护技术1. 过流保护：当风力发电机组的电流超过设定值时，保护装置动作，切断风力发电机组与电网的连接，防止设备损坏2. 过电压保护：当风力发电机组的电压超过设定值时，保护装置动作，切断风力发电机组与电网的连接，防止设备损坏3. 欠电压保护：当风力发电机组的电压低于设定值时，保护装置动作，切断风力发电机组与电网的连接，防止风力发电机组失速风力发电与电网互联运行经济调度1. 考虑风力发电的间歇性和波动性，优化电网调度方案，提高风力发电的利用率和经济性。

2. 在风电富余的情况下，通过电网输送风电，降低风电场所在地区的电价，提高风电的经济效益3. 在风电不足的情况下，通过电网调入其他地区的电力，满足风电场所在地区的电力需求，保证电网运行的稳定性和安全性风力发电与电网互联运行前景1. 随着风力发电技术的不断进步和成本的不断下降，风力发电将在全球能源结构中发挥越来越重要的作用2. 风力发电与电网互联运行将成为风电大规模开发和利用的主要方式，对电网的稳定性和安全性提出了更高的要求3. 需要继续加强风力发电与电网互联运行技术的研究，提高风力发电的利用率和经济性，促进风力发电的健康发展 风力发电与电网互联运行模式风力发电与电网互联是指将风力发电场发出的电力并入电网,实现风电与其他电源的协调运行风力发电与电网互联运行模式主要包括以下几种:1. 直接并网模式直接并网模式是最简单的风力发电与电网互联方式,即将风力发电机组直接并入电网,不采用其他特殊装置这种模式的优点是结构简单,控制方便,造价低,但缺点是:(1) 风力发电的波动性可能会对电网造成较大的冲击,容易导致电网的安全稳定问题2) 风力发电机组的运行受电网的制约较大,当电网出现供电过剩时,可能会导致风力发电机组被迫限电或停机,造成风电资源的浪费。

2. 双馈异步发电机并网模式双馈异步发电机并网模式是一种先进的风力发电与电网互联方式,其基本原理是在风力发电机组的定子绕组和转子绕组之间增加一套变流器变流器可以实现对风力发电机组的无功功率进行补偿,从而保持电网的稳定同时,变流器还可以将风力发电机组发出的交流电转换成直流电,再逆变换成交流电,从而实现对风力发电机组的调速控制双馈异步发电机并网模式的优点是:(1) 能够有效地抑制风力发电的波动性,减少对电网的影响2) 能够实现对风力发电机组的无功功率补偿,提高电网的稳定性3) 能够实现对风力发电机组的调速控制,提高风能的利用率3. 全功率变流器并网模式全功率变流器并网模式是一种更为先进的风力发电与电网互联方式,其基本原理是在风力发电机组的定子绕组和转子绕组之间增加一套全功率变流器全功率变流器可以实现对风力发电机组的主动功率和无功功率进行完全的控制,从而实现对风力发电机组的完美并网运行全功率变流器并网模式的优点是:(1) 能够完全消除风力发电的波动性,对电网的影响最小2) 能够实现对风力发电机组的主动功率和无功功率进行完全的控制,提高电网的稳定性和安全性3) 能够实现对风力发电机组的柔性并网控制,提高风能的利用率。

4. 混合并网模式混合并网模式是指同时采用两种或两种以上风力发电与电网互联方式,以充分发挥不同并网方式的优势,弥补其不足例如,可以将直接并网模式与双馈异步发电机并网模式相结合,也可以将双馈异步发电机并网模式与全功率变流器并网模式相结合混合并网模式的优点是:(1) 可以充分发挥不同并网方式的优势,弥补其不足,提高风力发电与电网互联运行的安全性、稳定性和可靠性2) 可以实现对风力发电的灵活控制,提高风能的利用率,降低风力发电的成本第三部分 风力发电对电网运行的影响关键词关键要点风力发电对电网稳定性的影响1. 风力发电的随机性和波动性对电网稳定性提出了挑战风力发电的输出功率容易受到风速变化的影响，且具有不稳定和波动性特别是当风况发生突然变化时，风电场的功率输出可能会出现大幅波动，这会导致电网频率和电压的波动，进而影响电网稳定性2. 风力发电对电网电压稳定性的影响风电场的并网会对电网电压稳定性造成一定的影响当风速较低时，风电场的无功功率输出能力有限，可能导致电网电压水平下降而当风速较高时，风电场的无功功率输出能力较大，可能导致电网电压水平升高在极端情况下，可能导致电压崩溃3. 风力发电对电网潮流分布的影响。

风电场的并网会改变电网的潮流分布风电场的发电功率会增加某一线路的潮流，而减少另一线路的潮流这可能会导致线路的过载或潮流不平衡，影响电网的安全稳定运行风力发电对电网运行经济性的影响1. 风力发电具有较高的经济性风力发电属于可再生能源发电，无需燃料成本，且风电设备的维护成本相对较低因此，风力发电的运行成本较低，具有较高的经济性2. 风力发电对电网运行成本的影响风力发电的并网可以降低电网的运行成本风电场发出的电能可以替代火电厂或其他传统发电厂发出的电能，从而减少火电厂或其他传统发电厂的燃煤消耗和维护成本此外，由于风力发电具有较高的稳定性，可以减少电网的调峰成本3. 风力发电对电网运行经济性的影响风力发电的并网可以提高电网运行经济性风力发电可以减少电网对化石燃料的依赖，降低电网运行成本此外，风力发电还可以减少电网的碳排放，有助于实现电网清洁化和可持续发展 风力发电对电网运行的影响随着可再生能源发电的迅猛发展，风力发电因其清洁、可再生等优点，在全球范围内得到了广泛的应用然而，风力发电的随机性和波动性对电网运行带来了诸多负面影响 发电的不稳定性风力发电的输出功率受风速的影响很大当风速过低时，风力发电机无法发电；当风速过高时，风力发电机需要停止发电以保护自身。

此外，风速的瞬时变化也可能导致风力发电的功率输出波动这些因素导致风力发电的功率输出具有很强的随机性和波动性这种不稳定性对电网运行带来了很大的压力 对电网频率的扰动风力发电的功率输出波动会对电网频率造成扰动当风力发电的功率输出增加时，电网频率会上升；当风力发电的功率输出减少时，电网频率会下降这种频率扰动可能导致电网设备的损坏，甚至可能导致整个电网的崩溃 对电网电压的扰动风力发电的功率输出波动也会对电网电压造成扰动当风力发电的功率输出增加时，电网电压会上升；当风力发电的功率输出减少时，电网电压会下降这种电压扰动可能导致电网设备的损坏，甚至可能导致整个电网的崩溃 对电网潮流的扰动风力发电的功率输出波动也会对电网潮流造成扰动当风力发电的功率输出增加时，电网潮流会向风力发电场集中；当风力发电的功率输出减少时，电网潮流会从风力发电场流出这种潮流扰动可能导致电网设备的。