风力发电对配电网电压的影响

胡君杰（扬州大学水利与能源动力工程学院，江苏扬州，225009）



风力发电对配电网电压的影响

胡君杰
（扬州大学水利与能源动力工程学院，江苏扬州，225009）

大型风电场在接入地区配电网后，对配电网的电压有着严重的影响，主要影响因素有风场的类型、接入位置和出力大小等等。本文对风电场的无功补偿和有功功率进行了分析，并对影响配电压的因素做出了相关的阐述。

风力发电；配电网；电压

1　无功补偿的影响

普通异步发电机需要从系统吸入无功，而不能自主的发出无功。所以风电场无功补偿系统对电压的影响就比较严重。当风电场的出力不断增加时，其电压就会持续的下降，直到风电场一段的电压下降到一定限制后，就会影响风电场的正常运行；无功补偿装置，补偿了风电场中对无功的需求，保证风电场出力可以在一定范围内，降低了线路的损耗，使风场出现电压和接入前相比有所提高；随着风电场出力的不断增加，功率会出现到送的现象，导致电压不断抬高，从而产生电压波动、闪变的等问题出现，而这些问题也会影响风机的正常运行。根据上述分析，风电场在补偿无功时应该根据真实的情况进行合理的补偿方式。

2　有功功率影响

对于相同的网络数据和符合，风电场在安装过程时会选择相同的地点，考虑到风电场在运行的实际情况，假设风电场无功补偿是充足的，对风电场的有功出力进行改变，并进行相关计算。

风电场在接入之前只对接入点线路的电压有比较明显的支撑作用，但是对其他线路的电压影响就比较小。比如像节点17、27的电压在风场没有接入之前，其电压几乎已经接近了最低值，但是在风场接入后也没有明显的改变；除这两个节点外，其他节点电压都是随节点1的变化而变化。应此可以选择相应的节点，对风电场接入后电压影响情况进行进一步的分析，并得到图4、5数据图。

风场的投入对该线路中各节点的电压有着明显的支持作用，并且支持作用和风场出力情况呈现正比，说明风场出来增加则支撑作用也随着增加。出现这种原因，是因为风场在接入的初始阶段，由于出力比较下，所以仅能输送功率，导致该线路由外网输送的潮流也会降低，那么损耗就会减少，这时线路损耗减少要大于风电场的损耗，因此各节点的电压提升情况会有所不同。随着风电出力的不断有提升，风电场的功率会逐渐大于该线路的负荷所需要的功率。这时风电场就可以通过该线路像其他线路传输功率，输送功率的持续增加，线路的损耗随着也会增加，风场对电压的支撑作用就会下降，此时风场无功补偿装置就会发挥作用，风场出力增加则风场出线电压也会随着增加，通过两者之间的相互作用，促进该线路中各节点的电压可以持续增长。需要注意的是，风场附近的节点，往往支撑效果最明显。随着风场出力的减少，这时电压会沿馈线方向逐渐降低；同样的，风场出力不断加强，电压也会随着该方向增加。

不同的节点在接入风电场后，其电压会产生明显的变化，特别是在末端的节点，该处电压的变化情况更大，随着风电场有功出力的不断增加，电压变化最大的可达到5.158%。而此时一旦分电场的运行中断，则电压的变化会更大，并且电能质量也会受到影响，而相同节点的波动值会随着风场功率的变化而变化。在进行分析后，可以得出，风电场接入后，各个节点的电压都会产生变化，因此在电场建立的初期应该对这一影响因素进行分析，并采取相应的措施。

3　接入位置影响

3.1单个节点

即使风电场的功输是一定的，但是由于接入的位置不同，则产生的电压影响也会有所差异性；而配网容量一定时，则节点在接入点附近的电压会产生更大的影响，这也说明在对电压进行改善是也会更加容易；因此在选择接入节点的位置时，需要对其进行仔细的研究，这是因为随着电场功力的增长，其支撑作用也会不断加大，这是节点处的电压可能会高于限制的电压，风电场如果出现停止运行的情况，会对电压产生过大的影响。就电压变化率降低而言，分布式的发电并不能满足末节点接入，这时就可以选择中间位置的节点进行接入。通过分析，我们可以发现节点的接入位置也是导致配电网对压力产生影响的原因之一。

3.2分散注入

通过上述分析，风电场的支持仅仅是对接入点处的线路有所作用，对于其他节点的作用则没有明显的作用。比如在图数据中，在节点5处进行风电场接入，节点17的电压就没有明显的变化，甚至这时的电压已经接近最低值。然后就节点17为主，尝试不

同的接入方法，然后对比分析，并进行仿真计算。当然在接入电场前，应该保持不同电场的总出力是一定的， 记录相关数据后，得出相关的数据。

上述数据显示，当A、B电场同时接入后：节点1处的电压和另外两种接入方式相比，电压有了明显的提高，也可以得出，其他节点的电压也会产生较高的变化；而在节点17中，电压提升的情况和单独接入风场B相比会有所降低，但是和单独接入风场A相比则有所提高；而节点3也可以得到相似的结论。所以，总出力一定时，风电场分散注入会对配电网的电压支撑有更好的效果。

4　结论

本文主要是对风电发电过程中对配电网电压所产生的影响进行分析，并得出了不同影响因素所产生的效果。认为无功补偿、功率和接入位置都是导致压力发生变化的因素。在风电场中，如果没有无功补偿设备则会对配电网的电压产生较大影响，因此在风电场前期必须配置相应的配置，保证风电场在静态状态下可以对电压的稳定性进行提高。

［1］ 梁景芳，高厚磊，武志刚，刘淑敏.风力发电对配电网电压的影响［J］.高科技与产业化，2009，04：82-86.

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［3］ 陆以军.风电接入对配电网的影响及对策研究［D］.山东大学，2010.

Influence of wind power generation on distribution network voltage

Hu Junjie
（School of water conservancy and energy engineering，Yangzhou University，Yangzhou Jiangsu，225009）

Large scale wind farm has a serious influence on the voltage of distribution network after accessing to the distribution network.The main influencing factors include the type of wind field，the access position， the output power and so on. In this paper，the reactive power compensation and active power of wind farm are analyzed，and the factors that affect the distribution voltage are described.

wind power generation；distribution network；voltage