风电不确定性对电力系统的影响.pdf

【风电不确定性对电力系统的影响】 风电作为一种新能源，其在电力系统中的广泛应用带来了诸多挑战，主要源于风力发电的不确定性。这种不确定性主要体现在风速的变化、风电功率预测的难度以及风电设备自身的性能波动等方面。 风速的不确定性是风电不确定性最主要的因素。风速受到地形、气候、季节甚至局部微气候的影响，具有明显的时空变异特性。风速的随机性导致风电功率输出难以准确预测，给电力系统的调度和稳定运行带来困扰。通常采用Weibull分布来近似描述风速的概率特性，但这只能部分反映风电功率的不确定性。 风电设备的运行状态也影响着不确定性。例如，风电机组可能会因为故障或风速变化而进行切入切出操作，导致功率输出的快速波动。同时，风电功率的检测和远程调节也可能带来不确定性。此外，风电机组内部和外部的复杂交互，如常规发电机、负荷以及随机事件，都对系统的稳定性产生影响。 风电的不确定性对电力系统有显著的时空影响。在时间尺度上，风电功率的快速波动可能影响系统的频率稳定性，即系统抵抗干扰的能力。随着风电渗透率的提高，这种影响会加剧。空间尺度上，风电场的集聚效应可以部分抵消单个风电机组的功率波动，但大范围内的风电波动依然对系统稳定性和充裕性构成威胁。 风电的不确定性还直接影响电力系统的电压稳定性。风速、湍流和塔影效应等会导致电压波动，可能导致电压闪变，影响电网的稳定运行。大规模风电并网后，感应电机的增加可能引发电压失稳问题，但通过动态无功补偿设备的控制，可以降低此类安全风险。 另外，风电对系统的暂态稳定性也有影响。恒速异步风力发电机的稳定性问题较少，但双馈异步风力发电机在高等级电压接入时，可能影响系统的暂态稳定性，需要通过变频器控制来改善。 风电不确定性对电力系统的影响主要体现在频率控制、电压稳定性和暂态稳定性等方面，解决这些问题需要深入研究风电的不确定性因素，并发展相应的预测、控制和调度策略，以确保电力系统的可靠性和经济性。同时，政策制定者和技术研发者应共同协作，推动电力系统与新能源的深度融合，以应对风电不确定性带来的挑战。