風力發電的重要特點是隨機性與不可控性,重要隨風速轉變而轉變。因此,風電并網運行對主電網運行帶來諸多不利影響。分析風電場并網對電網影響是風電事業發展的關鍵技術題目,同時也是電網部門安全、經濟運行的一個新課題。
一、風力發電機的類型
分析風電并網的影響,首先要考慮風力發電機類型的不同。不同風電機組的工作原理、數學模型都不雷同,因此分析方法也有所差異。目前國內風電機組的重要機型有3種,每種機型都有其特點。
1.1 異步風力發電機
國內已運行風電場大部分機組是異步風電發電機。重要特點是結構簡單、運行可靠、價格便宜。這種發電機組為定速恒頻機沮,運行中轉速基本不變,風力發電機組運行在風能轉換最佳狀況下的幾率比較小,因而發電能力比新型機組低。
同時運行中必要從電力體系中吸取無功功率。為知足電網對風電場功率因數的要求,多采用在機端并聯補償電容器的方法,其補償策略是異步發電機配有若干組固定容量的電容器。
因為風速大小隨天氣環境轉變,驅動發電機的風力機不可能經常在額定風速下運行,為了充分行使低風速時的風能,增長全年的發電量,近年廣泛應用雙速異步發電機。這種雙速異步發電機可以改變極對數,有大、小電機2種運行體例。
1.2 雙饋異步風力發電機
國內還有一些風電場選用雙饋異步風力發電機,大多來源于國外,價格較貴。這種機型稱為變速恒頻發電體系,其風力機可以變速運行,運行速度能在一個較寬的范圍內調節,使風機風能行使系數Cp得到優化,獲得高的行使服從;可以實現發電機較平滑的電功率輸出;發電機自己不必要另外附加無功補償設備,可實現功率因數在肯定范圍內的調節,例如功率因數從領先0.95調節到滯后0.95范圍內,因而具有調節無功功率出力的能力。
1.3 直驅式交流永磁同步發電機
大型風力發電機組在現實運行中,齒輪箱是故障較高的部件。采用無齒輪箱結構能大大進步風電機組的可靠性,降低故障率,進步風電機組的壽命。目前國內有風電場使用了直驅式交流永磁同步發電機,運行時悉數功率經A-D-A變換,接入電力體系并網運行。與其他機型比較,需考慮諧波治理題目。
二、風電并網對主電網運行的影響
因為風速轉變是隨機性的,因此風電場的出力也是隨機的。風電自己這種特點使其容量可信度低,給電網有功、無功平衡調度帶來困難。
關鍵詞:小型風力發電機