南澳风力发电对汕头电网电能质量的影响

• 作 者: 冯洁
• 机 构: 华南理工大学
• 出 处: 华南理工大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 风力发电 风力发电接入系统 接入系统电能质量 电能质量

随着经济的发展与人口的增长,能源需求日益增加,风力发电作为一种绿色能源发展极为迅速.并网型风力发电机组自八十年代问世,经过二十年的开发日臻成熟,风电成为当今最具规模开发和商业化发展前景的发电方式之一.但随着装机容量的增加,风力发电作为一种特殊的发电型式,也给接入电网带来了电能质量、系统稳定性等一系列问题.研究风电场对接入电力系统的影响,成为风力发电研究的一个重要课题.该文主要工作是研究风力发电对电力系统电能质量的影响,并具体应用于南澳风电场对汕头地区电网电能质量影响的分析中.首先,介绍了国内外风力发电发展的现状和存在的问题,风力发电机组的工作原理、结构和类别,以便从总体上认识风力发电的基本情况和发展趋势,理解后续研究内容;然后,根据风力发电机组出力主要由风速决定,其输出功率无法预计的特点,指出风力发电的发展将会对电力系统的控制、电能质量以及稳定性产生影响.在中国,由于风力发电在电网中所占的比例都较小,风能对系统产生的影响将主要是接入电网点的电能质量——无功功率、电压偏差、电压波动和闪变以及谐波.对于恒速发电机组,由于直接与异步发电机连接,启动时需要从电网中吸取大量无功功率,导致接入端的电压短时下降;由于风机输出功率随风速变化波动,引起电网电压波动和闪变,频率的变化.因此风机的影响以无功功率、电压变化、电压波动和频率弯化为主;对于变速发电机组,因为风机是通过整流和逆变装置接入系统,电力电子装置运行时都会产生谐波,因此影响以谐波为主.在进行理论分析后,还以南澳风电场为例,进行了一系列工作:介绍南澳风电场的装机情况、丹麦风机的技术参数、风机接入系统方式、汕头电网的现状;选择测量工具、测量时间和地点,收集接入系统与电能质量相关的有功功率、无功功率、电压以及谐波数据,并对数据进行分析,指出了风电接入汕头电网后,对电网电能质量造成的影响;研究改善接入系统电能质量的措施,并指出最有效和可行的改善方法,包括在适当地点增加控制无功功率和减少谐波的设备、选择输出特性经过优化的风力发电机组等;预测随着风力发电的发展,新型风力发电机且的广泛采用,风力发电对接入系统电能质量的影响情况.该论文研究的结论对于风力发电的发展以及相关电网和变电站的设计具有参考意义.