风电接入区域电网的静态稳定分析

王力为，李茜

（西南石油大学电气信息学院，四川 成都 610000）

能源是国民经济发展的基础支撑和重要动力，日益严峻的能源形势及恶化的生态环境使大部分国家都把发展利用可持续的清洁能源作为未来的能源战略，其中，风能以资源丰富、无地域界限、绿色环保等独特优点成为人们关注的热点。但由于风电出力的随机性、波定性和不确定性，随着风电在电源结构中的比例不断增大，对电力系统的运行影响越来越严重，为了保证安全运行，进行了多方面的研究。由于区域内的高铁负载，负载的存在不确定性，卫星基地对电能的高质量要求，为了保证间歇性电源接入对区域电网的有效和安全运行，必须针对区域电网的特点和风电发电运行的特点进行理论研究，电网的特殊性也正是本文区别于以往其他电网系统的根本特征。本文分别对枯水期和丰水期两种不同的潮流负荷下，对新能源接入电网后潮流、无功电压和静态安全进行分析。

1 枯水期风电场接入电网分析

（1）潮流和电压分析。通过电力系统仿真软件DIgSILENT，风力发电进行系统仿真，图1 为风电场的出力增加过程中，局部电网相关节点电压、线路及风电场自身相关变量变化曲线。

由图1 可知，在枯水期，风电场的出力在增加的过程中，接入220kV 以及与其相关联的其他110kV 的母线电压都呈现升高趋势。各相关母线电压的最大变化幅度分别为：0.001、0.0013、0.0012、0.0013（p.u）。由此可知，风电场的接入对电网电压的影响非常小，均在电网电压合适的范围内，风电接入后，各节点电压均不会超出电压偏差范围内。

（2）N-1 静态安全分析。由图1(c)可知风电场的接入不会导致月周一、二线和周银一、二线等相关线路或者周家堡主变压器出现N-1 静态安全问题。

2 丰水期风格场接入电网分析

（1）潮流和电压分析。图2 为丰水期，在风电场的出力增加过程中局部电网相关节点电压、线路及风电场自身相关变量变化曲线。由2 图可知，在丰水期，风电场的出力在增加的过程中，接入点周家堡220kV 以及与其相关联的周家堡110kV、银鹿110kV 和中屯110kV 的母线电压都呈现升高趋势。各相关母线电压的最大变化幅度分别为：0.00082、0.00104、0.00105、0.00104（p.u）。由此可知，风电场的接入对电网电压的影响非常小，均在电网电压合适的范围内。风电接入后各节点电压均不会超出电压偏差范围内。

同时，随着风电场的出力增加，周家堡变电站的向电网输送的负荷逐渐增加，月周一、二线输送的功率逐渐增加。与枯水期相比，虽然线路负荷有所增加，但输送功率值均在80MW 以内，不会出现变压器或线路过载现象。

（2）N-1 静态安全分析。由图2（c）可知风电场的接入不会导致月周一、二线和周银一、二线等相关线路或者周家堡主变压器出现N-1 静态安全问题。

图1

3 结语

本文分别对枯水期和丰水期两种不同的潮流负荷下，对风电接入区域电网后潮流和无功电压分析以及静态安全分析，主要得出以下结论：

（1）在两种潮流负荷模式下，各个风电场以及光伏电站的接入对局部电压影响很小，电网电压均满足电压偏差要求。风电的出力在一定程度上可以就地消纳，在一定程度上可减小线路负载，有利于优化电网潮流。

（2）区域电网部分线路N-1 时可能造成部分线路负载增加，但线路潮流在安全运行范围内；母线电压也可能受到影响，从而升高或者降低，由于无功补偿装置的作用，电压可以维持在合格范围内。

图2