風(fēng)電和光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定及控制策略分析

1、風(fēng)電和光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定及控制策略分析摘要：隨著風(fēng)電和光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，也在一定程度上解決了這一困境與 問題，因?yàn)楣δ芎惋L(fēng)能均屬于可再生能源，這樣不僅累，電力事業(yè)的發(fā)展提供更 多的資源與條件，也降低了不可再生資源的消耗，從而達(dá)到促進(jìn)國家可持續(xù)發(fā)展 的目的，為此本文特對風(fēng)電和光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定及控制方法進(jìn)行研究， 以供參考。關(guān)鍵詞：風(fēng)電；光伏發(fā)電；電網(wǎng)；電壓穩(wěn)定；控制引言國家的建設(shè)與生產(chǎn)中均離不開電網(wǎng)系統(tǒng)的支持，換而言之電網(wǎng)系統(tǒng)的把握著 整個(gè)國家平穩(wěn)發(fā)展的命脈，而且也能夠?yàn)閲业陌l(fā)展奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)，人 們的生產(chǎn)與生活也離不開電網(wǎng)系統(tǒng)的支持，也正是因?yàn)槿绱?，每一個(gè)國家均會投

2、 入大量的金錢、資源用于生產(chǎn)電能，使電網(wǎng)系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行。1.風(fēng)電/光伏發(fā)電接入后動態(tài)與靜態(tài)穩(wěn)定性的分析1.1風(fēng)電/光伏發(fā)電接入后靜態(tài)穩(wěn)定性分析直觀的基于傳統(tǒng)物理數(shù)學(xué)概念的兩種定性曲線分析方法我們分別是根據(jù)：“發(fā)電機(jī)-輸電線路-負(fù)荷”兩個(gè)模型分別得到的一個(gè)pv直點(diǎn)曲線和到的 vq直線曲線；這是屬于最直觀的定性分析方法?；趧討B(tài)功率分析方程的傳統(tǒng) 靜態(tài)功率分析方法主要類型有最大運(yùn)動功率法、靈敏度系數(shù)分析法、潮流多項(xiàng)式 解分析方法與基于雅可比法的矩陣奇異性分析方法。上述系統(tǒng)電壓穩(wěn)定響應(yīng)分析 方法是一種科學(xué)確定性強(qiáng)的分析方法，即在一種給定的系統(tǒng)電壓運(yùn)行條件狀態(tài) （網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、功率電流輸出、盲功率電流補(bǔ)

3、償?shù)龋┫?，可以直接確定特定過載負(fù) 荷電流增長速率模式下的系統(tǒng)電壓穩(wěn)定響應(yīng)裕度，這對于研究分析在一定系統(tǒng)運(yùn) 行狀態(tài)條件下的系統(tǒng)電壓運(yùn)動穩(wěn)定性和電壓響應(yīng)速度性能以及補(bǔ)償控制措施應(yīng)用 具有重要指導(dǎo)意義。但是，電力系統(tǒng)本質(zhì)上仍然是一個(gè)不確定性的系統(tǒng)，元件發(fā) 生故障、負(fù)荷壓力水平、風(fēng)電和光伏風(fēng)力發(fā)電都可能具有很大不確定性，電力系 統(tǒng)預(yù)測電壓波動失穩(wěn)的應(yīng)力概率分析不能僅通過具有確定性的預(yù)測電壓波動穩(wěn)定 性數(shù)值分析方法來進(jìn)行確定，為了有效彌補(bǔ)上述測量方法的不足，國內(nèi)外測量專 家和相關(guān)科學(xué)家將概率分析計(jì)算方法與電壓應(yīng)力穩(wěn)定數(shù)值分析相有機(jī)結(jié)合，建立 了基于電力系統(tǒng)預(yù)測電壓波動穩(wěn)定性的應(yīng)力概率數(shù)值評估分析模型。1

4、.2風(fēng)電/光伏發(fā)電接入后動態(tài)穩(wěn)定性分析隨著大型風(fēng)能/光伏電站并網(wǎng)機(jī)組規(guī)模的逐步快速發(fā)展，重大設(shè)備故障對 大型風(fēng)電并網(wǎng)機(jī)組（包括光伏電站）設(shè)備并網(wǎng)時(shí)高電壓運(yùn)行穩(wěn)定性的直接影響也 越來越明顯。電網(wǎng)的大量無功功率將被大型風(fēng)電并網(wǎng)機(jī)組直接吸收，從電網(wǎng)無線 有功功率控制器的應(yīng)用角度分析來看，這將進(jìn)一步大大降低電網(wǎng)供電量，危及電 網(wǎng)相鄰地區(qū)風(fēng)電場的安全穩(wěn)定正常運(yùn)行。從各種無效有功電壓調(diào)節(jié)保護(hù)設(shè)備的應(yīng) 用角度分析來看，在高風(fēng)電（光伏）和高壓低傳導(dǎo)電壓負(fù)載的應(yīng)用情況下，由于 不同運(yùn)行系統(tǒng)故障或不同無功功率補(bǔ)償控制器操作協(xié)調(diào)不當(dāng)，可能會直接導(dǎo)致不 同無效有功電壓欠功率補(bǔ)償或無功補(bǔ)償操作過度，還有有可能會同時(shí)發(fā)生

5、無功電 壓波動躍變等異常情況，并最終可能導(dǎo)致用于風(fēng)機(jī)/光伏風(fēng)力發(fā)電廠應(yīng)用領(lǐng)域 的光伏發(fā)電機(jī)組和建設(shè)中的發(fā)電控制單元保護(hù)設(shè)備因高、低電壓負(fù)載保護(hù)系統(tǒng)動 作的影響連鎖中斷脫網(wǎng)發(fā)生事故。2.風(fēng)電/光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的電壓控制策略2.1對風(fēng)電/光伏發(fā)電設(shè)備的控制進(jìn)行調(diào)節(jié)如果一個(gè)并聯(lián)補(bǔ)償電容器中元組件的數(shù)量相對較少，補(bǔ)償器的容量可能會隨 著時(shí)間增加，對我國電網(wǎng)的運(yùn)行影響較大；如果各種并聯(lián)后的電容器及其組成的 數(shù)量相對較多，這將大大增加各種組的經(jīng)濟(jì)使用成本，因此要求相應(yīng)的機(jī)電工程 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須根據(jù)實(shí)際使用情況及時(shí)調(diào)整并聯(lián)電容器，特別是在利用風(fēng)電或光伏 風(fēng)力發(fā)電的材料產(chǎn)量價(jià)格波動顯著大幅增加的實(shí)際情況下，更應(yīng)

6、該采用一種相應(yīng) 的具有效率高的電容器，因?yàn)檫@樣不僅它就可以有效地準(zhǔn)確保證所有供電控制系 統(tǒng)的連續(xù)電壓自動調(diào)節(jié)達(dá)到要求，而且它還可以有效促進(jìn)所有無線低功交流補(bǔ)償 供電裝置的連續(xù)電壓調(diào)節(jié)。2.2控制接入電網(wǎng)的電壓分層模型對風(fēng)力，光伏發(fā)電電壓控制策略的制定中起著關(guān)鍵作用的是對電壓進(jìn)行分層 模型控制。電壓模型的控制與調(diào)節(jié)設(shè)備的特性的聯(lián)系具有緊密性。因此，相關(guān)研 究團(tuán)隊(duì)分析電壓模型必須根據(jù)控制裝置的特性來展開，并且制定合理的風(fēng)能和光 伏發(fā)電的分級控制措施來進(jìn)行預(yù)測數(shù)據(jù)預(yù)測。通常而言，分層電源電壓模型從兩 個(gè)方面考慮。第一個(gè)分析對象是電網(wǎng)系統(tǒng)中的電容器和變壓器設(shè)備。由于電網(wǎng)在 運(yùn)行中兩個(gè)電廠的設(shè)備運(yùn)行時(shí)間

7、都比較長的，效率低，并且相應(yīng)的人員無法持續(xù) 調(diào)節(jié)和控制設(shè)備。因而工作人員在對風(fēng)電、光伏發(fā)電電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓進(jìn)行控制措 施制定的時(shí)候，會參考和使用兩種設(shè)備的基礎(chǔ)調(diào)節(jié)量。但是電壓偏差較小的對象 會通過相關(guān)人員對功率數(shù)據(jù)的了解所控制，從而使電網(wǎng)的整體工作水平上升。第 二個(gè)分析對象是風(fēng)電場、光伏發(fā)電廠和動態(tài)控制裝等設(shè)備。在電網(wǎng)系統(tǒng)的日常運(yùn) 行中，微調(diào)裝置功能將從這三部分更好地體現(xiàn)出來，可以有效地控制無功電壓。 當(dāng)電壓在系統(tǒng)中運(yùn)輸時(shí)，電壓穩(wěn)定程度將通過三這之間的穩(wěn)定性提升將有效提高， 同時(shí)還能控制和改變動態(tài)無功調(diào)壓器的效率，進(jìn)而提高無功出力的效率和質(zhì)量。 如果合適的團(tuán)隊(duì)結(jié)合先進(jìn)有效的控制技術(shù)，分級模型不僅

8、可以得到科學(xué)的控制與 調(diào)整，而且可以有效地提高風(fēng)電和光伏電網(wǎng)的運(yùn)行水平與運(yùn)行能力。分級光伏電 壓控制模型策略控制在研究制定光伏風(fēng)力發(fā)電和光伏水力發(fā)電的分級電壓模型控 制策略中也同樣起著一個(gè)關(guān)鍵作用。一般的國際電網(wǎng)系統(tǒng)電壓管理分層分析模型 基于兩個(gè)主要方面：第一個(gè)電壓分析的研究對象主要是國際電網(wǎng)系統(tǒng)中的交流電 容器和直流變壓器供電設(shè)備。由于光伏電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中通常是兩個(gè)不同電廠而 在運(yùn)行整個(gè)過程中，時(shí)間比較長，相應(yīng)工作人員不能連續(xù)同時(shí)控制風(fēng)電、光伏電 站并網(wǎng)時(shí)的電壓，所以這兩類發(fā)電設(shè)備將不能作為基本裝備設(shè)置和未來設(shè)備供電 網(wǎng)工作人員隨時(shí)進(jìn)行操作參考。然后動態(tài)控制組根據(jù)電網(wǎng)相應(yīng)的光伏電力監(jiān)測數(shù) 據(jù)

9、實(shí)時(shí)顯示動態(tài)控制室的低壓運(yùn)行對象，以初步確定整個(gè)光伏電網(wǎng)的低壓運(yùn)行能 力水平；第二層裝置是光伏風(fēng)電場、光伏風(fēng)力發(fā)電廠和電網(wǎng)動態(tài)控制室該裝置可 以分析低壓對象。在我國電網(wǎng)系統(tǒng)的日常維護(hù)運(yùn)行中，這三個(gè)小部分將不僅能更 好地充分體現(xiàn)出對微調(diào)電壓裝置的控制功能，對盲目電壓控制和逆變電壓在電網(wǎng) 應(yīng)力快速傳遞運(yùn)動過程中也能起到一定的抑制作用。如果合適的團(tuán)隊(duì)將先進(jìn)的控 制技術(shù)與之相結(jié)合，不僅可以為分級模型的控制提供有利條件，而且還可以有效 地提高風(fēng)電和光伏電網(wǎng)的運(yùn)行水平?？偨Y(jié)綜上所述，風(fēng)電/光伏風(fēng)力發(fā)電技術(shù)作為我國新能源推廣使用的典型代表， 設(shè)想能夠讓其真正改變現(xiàn)狀，發(fā)揮真正的應(yīng)用價(jià)值，不僅僅需要對我國風(fēng)電/ 光伏風(fēng)力發(fā)電的基本原理作用進(jìn)行深刻的理論剖析，還要對我國風(fēng)電/光伏風(fēng) 力發(fā)電如何接入國際電網(wǎng)的能源電壓穩(wěn)定及風(fēng)電控制系統(tǒng)方法效應(yīng)進(jìn)行深入研究 與實(shí)踐探索。這樣我們