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江苏电机工程
JiangsuElectricalEngineering第30卷2期81

·科普园地．
风电并网对电力系统的影响

张乐丰．王增平
(华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206)

摘要：风速具有波动性和间歇性，导致风力发电具有较强的不确定性。为确保电力系统的安全、稳定运行，研究风电
并网对电力系统的影响是非常必要的。介绍了国内外风电发展现状．综述了大型风电场并网对电力系统造成的影响
及其补救措施。
关键词：电力系统；可再生能源；风力发电；风电并网；电能质量
中图分类号：TM76文献标志码：B文章编号：1009～0665(2011)02008104

随着现代T业的飞速发展和化石能源的日趋枯风力发电装机容量居世界第一，美国、西班牙分别列
竭．能源和环境问题日益严峻．风电作为一种可再生第二、第三位。
的绿色能源．已成为世界上发展最快的可再生能源1．2我国风电发展概况
我国的电网结构相对薄弱．许多建设或规划中的风中国具有丰富的风能资源．储量居世界首位据
电场位于电网薄弱地区或者末端．加之风能本身的有关专家测算．我国陆上风力资源有2．5亿kW．海
随机性和波动性．这些对风电并网是一个巨大的挑上风力资源有7．5亿kW．合计风能达10亿kW按
战当风电场的容量较小时．这些特性对电力系统的照目前国内风电项目平均投资成本计算．每千瓦风
影响并不明显随着风电场容量在系统中所占比例电投资大概在1万元巨大的资源开发潜力．必将造
的增加．风电场对系统的影响就会越来越显着因就一个蓬勃兴旺的风能产业我国的风力发电事业
此．必需深入研究这些影响，确保电力系统的安全、在20世纪80年代开始发展．初期大多是安装在边
稳定运行本文主要综述大型风电场并网对电力系远地区供农牧民使用并独立运行的百瓦级机组随
统稳定、运行成本、调度、电能质量等方面造成的影着一次能源的不断减少和公众对环境问题的高度关
响以及相应的补救措施注．可再生的清洁能源越来越受到重视尤其是最近
几年．风电产业发展十分迅速2007年新装机量达
1风电发展现状
3449MW．在新增市场份额中占l7．2．排世界第
1．1国外风电发展概况五位．目前我国风电装机容量已达到l585万kW
基于风力发电的巨大优势．风力发电已经成为
2大型风电场并网给系统造成的影响及补救
当今世界新能源开发利用中技术发展最快、最具商
措施
业化开发前景的领域因此．风力发电日益受到各国
政府、企业和用户各方面的关注，特别是大规模的风2．1风电并网对电网稳定性的影响
电并网正在成为一种趋势．新型风电场的容量在电(1)风电并网对电网暂态稳定性的影响在风电
力系统中的比重不断增加，风电场在电力系统中的装机比例较大的电网中．由于改变了电网原有的潮
运行价值日益显现2009年5月在北京召开的第十流分布、线路传输功率和整个系统的惯量，因此风电
二届中国北京国际科技产业博览会上．世界风能协接人后电网的暂态稳定性会发生变化
会主席阿尼尔．凯恩介绍：“风能增长率在过去的10如果地区电网足够强壮．则系统发生故障后风
年里面达到了年均29”预计到2020年．世界风电机组在故障清除后能够恢复机端电压并稳定运
力发电总量将占全球发电能源的12％全球范围行，地区电网的暂态电压稳定性便能够得到保证；如
内．欧洲和北美地区的风电容量很高．其风力发电产果地区电网较弱．则风电机组在系统故障清除后无
业处于世界领先地位在丹麦和德国等地．风电容量法重新建立机端电压．风电机组运行超速失去稳定．
在电网中的比重可以达到20～3O％．部分地区甚就会引起地区电网暂态电压稳定性的破坏此时．需
至达到了50％以上另外．世界风力发电成本下降利用风电场或风电机组的保护将风电场或风电机组
迅速．从1983年的15．3美分／(kW．h)．下降到1999切除以保证区域电网的暂态电压稳定性：或者通过
年的4．9美分／(kW．h)目前统计数据表明．德国的在风电场安装动态无功补偿装置、及利用变速风电

收稿日期：2010—10—11；修回日期：2010—11—12机组的动态无功支撑能力．在暂态过程中及故障后
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电网恢复过程中支撑电网电压．保证区域电网的暂功率输¨{具有很强的随机性，目前的预报水平难以
态电压稳定文献[1]基于PSCAD仿真分析了在各满足电力系统实际的运行需要为了保证风电并网
种不同的无功补偿策略下风机并网及系统故障后后系统运行的可靠性．需要在原有运行方式基础
并网点、机端电压及风机转速的变化，有助于风电上．额外安排一定容量的旋转备用以维持电力系统
并网电力系统合理采用无功补偿方式。文献[2]结的功率平衡与稳定可见风电并网对整个电力系统
合河南方城风电场实际情况．研究了风电场无功补具有双重影响：一方面分担了传统机组的部分负
偿容量的确定以及