分散式并网的应用方案

1.潮流与网损

电力系统中，电能从输电网流向配电网。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，潮流流向单一。风电场的分散接入使得配电网增加多处供电点，若不对风电场进行合理规划，将给配电网的运行带来困难，影响配电网潮流，增加网损，影响系统的稳定性与经济性。

2.电能质量

风电其固有的间歇性以及并网环节存在的换流装置将引起电压偏差、电压闪变、谐波等影响电能质量指标问题。风力发电机组大多采用软并网方式，但是在启动时仍然会产生较大的冲击电流；当风速超过切出风速时，风力发电机会从额定出力状态自动退出运行。这种冲击对配电网的影响十分明显。同时，风速的变化和风力发电机的塔影效应都会导致风力发电机出力的波动，而其波动正好处在能够产生电压闪变的频率范围之内（低于25 Hz），因此，风力发电机在正常运行时也会给电网带来闪变问题。风电并网给系统带来谐波污染主要途径是在风力发电机中大量采用了变速恒频风力发电机，发电机组发出的交流电经过整流-逆变装置与电网连接，从而实现发电机的频率与电网频率相独立，并维持电网频率不变。整流逆变必然会带来谐波污染，这些谐波电流注入电力系统后，会引起电网电压畸变，降低电能质量。风电并网引起的电能质量问题将降低系统设备的使用效率与寿命，恶化潮流指标，降低系统稳定性。

3.配电网保护

配电网侧发生故障时，风电场将向故障点提供故障电流，而现有配电网馈线上一般不安装方向元件，且多为三段式电流保护，因此原有的保护装置可能不在适用，需加以分析重新配置。图2-30～图2-32描述了当风电接入配网不同位置时对电网的不同影响。

图2-30 当风电接于配网末端

在图2-30中，有

1）K1处故障可能会导致保护1误动作；

2）K2处故障会导致DG直接切除；

3）保护1、2无法配合。

图2-31 当风电接于配网非末端时

在图2-31中，有

1）K1处故障可能会导致保护3误动作；(www.xing528.com)

2）K2处故障时保护3需要重新计算分支系数；

3）保护1、2需要重新按照最大运行方式进行整定。

所有保护均需要按照新的最大运行方式重新整定。另外，故障时风电场提供的短路电流对重合闸的影响分为重合闸前加速与重合闸后加速。

（1）重合闸后加速

图2-32 当风电接入配网始端时

1）故障点位于DG上游，DG仍然会向故障点提供短路电流，导致电弧持续燃烧，两端是有源系统，导致非同期重合闸。

2）故障点位于DG下游，重合闸不受DG接入的影响。

（2）重合闸前加速

与重合闸后加速不同，不管故障点位于DG的上游还是下游，都存在故障点电弧不能熄灭以及重合闸不同期的问题。

可见，风电接入配电网将影响配电网潮流，对继电保护的整定造成不同程度的影响，故障切除不及时使得系统在故障下无法过渡到新的稳定，降低系统稳定性；而对自动重合闸的影响将使系统稳定性在故障切除后维持在较低水平，不利于调度。因此风电并入配网对系统稳定性的影响制约了风电的发展，接入储能系统，利用其快速充放电特性一方面可优化系统潮流，满足功率实时平衡，提高系统稳定裕度；另一方面，合理的控制策略可保障故障下各保护装置正常运行，故障的及时切除以及及时的重合闸将使得系统在发生故障后能快速过渡到新的稳定，并提高稳定裕度。

4.供电可靠性

当系统发生扰动时，若风电与常规电源存在协调上的问题，风电的高度不确定性将影响系统供电可靠性。

5.配网规划

分散式接入配电网应用的风力发电系统，作为分布式发电的一种，将增加配网规划人员对负荷增长预测的难度，从而影响后续的配电网规划的准确性。