風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)和并網(wǎng)點的要求分析綜述1風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)穩(wěn)定性的要求在國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW392-2009《風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》中，風(fēng)電場電網(wǎng)技術(shù)要求在電壓運行范圍、電壓控制要求兩個方面進行約束：（1）電壓運行范圍在風(fēng)電場中，風(fēng)電機組應(yīng)具有適應(yīng)網(wǎng)點電壓偏差的能力，即在并網(wǎng)點額定值誤差發(fā)生時（其額定值的‐10%—+10%范圍內(nèi)），能夠繼續(xù)保持良好的運行狀態(tài)；如果額定值誤差大于+10%，風(fēng)電機組的特性和功能將自動選擇合適的運行模式。（2）電壓控制約束=1\*GB3①風(fēng)電場必須建立無功功率電壓自動控制系統(tǒng)，以便在第一時間落實電網(wǎng)調(diào)度管理部位的指示命令，自動調(diào)節(jié)整個風(fēng)電場的無功功率的排放或吸收。=2\*GB3②一般情況下，當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時，當(dāng)電壓和點電壓97%-107%之間變化時，并網(wǎng)風(fēng)電場的無功電壓控制系統(tǒng)仍然可以保持良好的調(diào)控能力。=3\*GB3③為了確保風(fēng)電場具備一定的電壓調(diào)節(jié)能力，以維持場內(nèi)風(fēng)電機組在規(guī)定的電壓運行范圍內(nèi)正常運行。風(fēng)電場變電站通常使用有載調(diào)壓變壓器進行電壓控制。國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T12326-2008《電能質(zhì)量電壓波動和閃變》中對不同電壓等級下的并網(wǎng)連接點給出了電壓變動限值，具體的變動限值與變動頻度以及電壓等級如表3-1所示。表3-1電壓變動限值表r/（次/h)d/%LV、MVHVr≤1431<r≤1032.510<r≤10021.5100<r≤10001.251注：系統(tǒng)中標(biāo)稱電壓等級按以下劃分：低壓（LV）≤1kV中壓（MV）1kV<≤35kV高壓（HV）35kV<≤220kV2風(fēng)電并網(wǎng)對并網(wǎng)點穩(wěn)定性的要求假設(shè)風(fēng)電場雙饋機組裝機容量為100MW，每臺機組容量50MW，搭建發(fā)電機組并網(wǎng)仿真模型。由于風(fēng)電場內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，研究的最終結(jié)果會受到一定程度的干擾，在沒有解決這一問題的情況下，我們將風(fēng)場改造成了一臺100MW的風(fēng)電機組。圖3-2風(fēng)電場并網(wǎng)仿真結(jié)構(gòu)示意圖目前，風(fēng)電場的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性研究較多，雙饋風(fēng)力風(fēng)電場對系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響較小，因此本文重點考慮風(fēng)電場接入對于電網(wǎng)動態(tài)電壓穩(wěn)定性影響。仿真時，只關(guān)心能夠代表系統(tǒng)一定范圍內(nèi)電壓水平的PCC點的電壓。2.1暫態(tài)擾動對并網(wǎng)點電壓的影響（1）假設(shè)風(fēng)電場投入運行時間為2S，2S后切除，可以得到仿真波形如圖3-3所示。圖3-3風(fēng)電場投切PCC電壓波形圖從圖3-3中可以看出，當(dāng)風(fēng)電場突然置于2s時，電壓降低最高2%。切除4s后，PCC的瞬變波動較小，電壓略有升高。當(dāng)風(fēng)電場的容量達到一定數(shù)量，每次波動時都會給電網(wǎng)的電壓和無功造成比較大的沖擊。在實際應(yīng)用中，風(fēng)電場中的風(fēng)電機組可以分批有序投入運行，以減少對系統(tǒng)并網(wǎng)點電壓波動的影響。在另一種情況下，如果同一地區(qū)有一定數(shù)量的風(fēng)電場，最好選擇不同的并網(wǎng)點并網(wǎng)，這是降低系統(tǒng)電壓影響的最佳途徑。（2）風(fēng)電場風(fēng)速波動對并網(wǎng)點電壓的影響。圖3-4不同漸變風(fēng)速、持續(xù)時間PCC電壓比較圖圖3-5漸變風(fēng)和陣風(fēng)PCC電壓比較圖如圖3-4、3-5所示，我們可以看出，當(dāng)風(fēng)速相同時，風(fēng)速越大、持續(xù)時間越長，對并網(wǎng)點電壓的影響就越大，陣風(fēng)漸變風(fēng)風(fēng)引起的電壓波動更大，這是因為在相同的風(fēng)場擾動下，風(fēng)的變化較大。因此，為了應(yīng)對風(fēng)場風(fēng)速突變的情況，風(fēng)電機組一般采用變槳距控制的操作方式，采用這種方式運行時，在額定風(fēng)速下，風(fēng)力發(fā)電機組盡可能多地捕獲風(fēng)能，超過額定風(fēng)速時，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的距離角，可以有效地控制風(fēng)電機組的功率吸收，不需要超過安全限值，同時也能有效地解決系統(tǒng)對電壓的干擾問題。（3）系統(tǒng)內(nèi)部負荷變化對并網(wǎng)點電壓的影響在仿真運行過程中，在3s時刻系統(tǒng)接入一個較大用電負荷，得到的仿真波形如圖3-6所示。圖3-63s投入大負荷PCC電壓波形圖通過對圖3-6的分析，可以得出結(jié)論：當(dāng)系統(tǒng)負載較大時，PCC點電壓急劇下降，然后又恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。但是當(dāng)你達到一個穩(wěn)定的狀態(tài)時，電壓幅度會稍微低一點。在實際運行中，如果風(fēng)電場和光伏電站之間沒有連接關(guān)系，則公共連接點附近出現(xiàn)一個低壓區(qū)；而當(dāng)它們有連接關(guān)系時，PCC點電壓又恢復(fù)到正常水平。接入負載越大，公共連接點的電壓降落幅度就越大。仿真結(jié)果表明，風(fēng)電并網(wǎng)公共連接點的電壓受進出電網(wǎng)的大負荷影響。2.2控制方式變化對并網(wǎng)點電壓的影響與其它類型的風(fēng)電機組比較，雙饋風(fēng)電機組在對電力輸出因子的調(diào)控上具有較大的優(yōu)越性，同時對保持電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性具有重要意義。而且，這些風(fēng)能裝置通常都是以單元動力為基礎(chǔ)的。圖3-7是風(fēng)能發(fā)電機的電壓波形，其功率因素差別和一致性干擾起伏。圖3-7風(fēng)場以不同功率因數(shù)運行PCC電壓比較圖在進行模擬計算和分析的過程中，有兩種情形：一種是在假定功率因數(shù)0.98的條件下，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的出力；其次，假定風(fēng)電機組的發(fā)電系數(shù)為-0.98，則風(fēng)電機組對機組的無功負荷進行了分析。根據(jù)如在2s位置的5米/秒的陣風(fēng)