【摘要】风力发电是一种特殊的电力，从环境保护和可再生能源利用的角度考虑，希望尽量扩大风力发电的规模，而风电本身的特点使得它的并网运行对电网的电能质量以及安全稳定构成一定的威胁。随着风电场并网装机容量不断扩大，对系统的影响也越来越明显，研究风电并网对系统的影响已成为重要课题。本文通过对风电场并网规模的研究，定性地分析大规模风电接入对电网产生的影响，并明确了一些风电场并网的指导性原则。 【关键词】风电场；稳定性；闪变；电能质量
1.引言
风力发电的原动力是自然风，因此风电场的选址主要受风资源分布的限制，在规划建设风电场时首先要考虑风能储量和地理条件。然而风力资源较好的地区往往人口稀少，负荷量小，电网结构相对薄弱，风电功率的注入改变了局部电网的潮流分布，对局部电网的电压质量和稳定性有很大影响，限制了风电场接入系统的方式和规模。风力发电的原动力是不可控的，它是否处于发电状态以及出力的大小都决定于风速的状况，风速的不稳定性和间歇性决定了
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风电机组的出力也具有波动性和间歇性的特点。在现有的技术水平下风力发电还无法准确预报，因此风电基本上是不可调度的。从电网的角度看，并网运行的风电场相当于一个具有随机性的扰动源，对电网的可靠运行造成一定的影响，确定一个给定电网最大能够承受的风电注入功率成为风电场规划设计阶段迫切需要解决的问题。
2.确定风电场规模的方法
我们在分析确定风电场规模时，时常引入以下两个指标来表征电力系统中风力发电规模的大小，以此作为计算分析和进行评价的依据。
（1）风电穿透功率极限：定义为在满足一定技术指标的前提下接入系统的最大风电场装机容量与系统最大负荷的百分比。即：
（2）风电场短路容量比：定义为风电场额定容量Pwind与该风电场与电力系统的连接点—PCC压铸铝（Point of Common Coupling）的短路容量Ssc之比。即：
上述两个指标都是为了表征系统中风力发电的规模，要确定这两个指标的大小，都必须综合分析风电并网后与电网之间的相互影响，但两个指标定义的出发点是不同的，重点考虑
高雄捷运的影响因素和主要的分析方法也有所区别。
风电穿透功率极限这一概念，是从电网的电源组成和功率平衡的角度出发，表征一个给定规模的电网最大可以承受的风电功率。短路容量比是电压稳定问题的研究中经常使用的一个概念，它通常是指电气设备安装处的短路容量与其设备容量的比值，该指标表示了网络结构的强弱，短路容量大说明该节点与系统电源点的电气距离小，联系紧密。
3.大规模风电接入对电网的影响
3.1 电压波动和闪变
恒速风电机组的投入或切出操作是通过自动装置或手动操作来完成的，这种操作将引起电压、电流和功率大范围的波动，机组之间或同一机组不同绕组之间的切换也将引起功率的变动，所有这些功率的变动都可能引起公共连接点（PCC）的电压波动，严重时可能会引起可觉察的闪变。短时闪变值与风速的波动强度呈近似的线性关系，且电网的短路容量越大，风电机组运行时的闪变水平就越低，负荷类型对闪变值的不会产生实质性的影响，动态和静态负荷产生同样的闪变值，主要的差别是负荷的有功和无功水平。nbp
行动导向教学法尽管恒速风力发电机组具有价格便宜、结构简单、运行可靠等优点，但它同时具有不能最大效率地利用风能、机械部分应力不均匀、输出功率存在低频脉动等固有缺点，因此，为了最大限度地利用风能，现代的大型风电机组逐步趋向于采用变速恒频的设计思想，并在实际中得到了广泛的应用。与恒速风力发电机组相比，变速风力发电机组的转矩是可控的，具有能够降低功率波动的能力，同时还可以减少来自于其它恒速风电机组的闪变水平。随着风速的增加，变速风电机组并网运行引起的短时闪变值呈逐渐增大的趋势，这种规律与恒速风电机组是一致的，但在变速风电机组投入运行时，其暂态过程与恒速风电机组有较大的差别，机组的功率输出可以在一个相对较长的时间内（几十秒）平稳地增加并逐渐达到额定值，同时无功功率得到控制以保持功率因数或端电压的稳定，这保证了变速风电机组投入运行时对电网电能质量的影响相对较小。
3.2 谐波污染
风电给系统带来谐波的途径主要有两种。一种是风机本身配备的电力电子装置，可能带来谐波问题。对于直接和电网相连的恒速风机，软启动阶段要通过电力电子装置与电网相连，因此会产生一定的谐波，不过因为过程很短，发生的次数也不多，通常可以忽略。但
是对于变速风机则不然，因为变速风机通过整流和逆变装置接入系统，如果电力电子装置的切换频率恰好在产生谐波的范围内，则会产生很严重的谐波问题，不过随着电力电子器件的不断改进，这个问题也在逐步得到解决。另一种是风机的并联补偿电容器可能和线路电抗发生谐振，在实际运行中，曾经观测到在风电场出口变压器的低压侧产生大量谐波的现象。
3.3 潮流与稳定性
3.3.1 潮流与网损
在电力系统中，发电厂一般都接在输电网上，负荷则直接和配电网相连，电能是从输电网流向配电网的。输电网一般呈环状结构，电压等级高，网络损耗小。配电网则呈树状，结构松散，电压低，网损较大。风电场接入配电网以后，减少了输电网向该地区输送的电力，既缓解了电网的输电压力，一般也会降低系统的网损。
根据近年来风电场发展形势来看，接入电网的风电大致可以分为两种形式，一种是通过330kV（220kV）升压变电站集中接入330kV延边窗口（220kV）高压电网中，另外一种是分布式接
入110kV配网变电站。前者具有接入装机容量大，电能传输距离远，传输距离远，部分电量甚至通过330kV-750kV电网输送至其他省份。由于输电电压等级高，所以产生的网损也较低，但受到升压站变压器容量、线路安稳容量的因素限制，各风电场时常出现弃风限电的情况。后者比较而言属于分散接入方式，接入装机容量小，电能传输距离较近，传输容量有限，网损较高。但由于风电出力可控性较差，电能不易大规模远距离输送，这种接入方式有利于风电就地消纳，对地区电网安全稳定运行起到一定得积极作用。
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