风电/光伏发电接入电网的电压稳定及控制分析

达文刚

摘  要:风电光伏发电技术的关键还在于对其接入电网的电压稳定性进行控制，创建多种技术控制机制，并构建分层模型，从技术细节方面把握风电光伏发电技术应用实效性，实现我国电力企业的真正可持续发展，为电力企业争取更好的社会与经济效益价值，将风电光伏发电技术完全渗透普及于企业未来生产管理体系中。本文作者结合多年工作实践经验，主要就风电/光伏发电接入电网的电压稳定及控制方法进行探讨，希望能为我国电力系统建设具有一定的借鉴意义。

关键词：风电/光伏发电；电压稳定；控制分析

近几年，随着各个行业的迅速发展，整个国家对电力的需求量有了显著的增长。产业的稳定发展，推动了国民经济的发展，为人类社会的发展提供了更好的生活环境。然而，当量能源的消耗不但会导致我国的能源储量减少，而且会对生态环境造成严重的影响。在这种新的形势下风电光伏发电被广泛应用，但是风电和光伏发电在接入电网的时候会对电压稳定造成一定影响。因此，加强对风电和光伏发电接入电网的电压稳定分析具有十分重大的意义。

1风电/光伏并网电压稳定性分析和运行现状

1.1稳定性分析。电力系统的电压稳定性是指电网在系统受到干扰后，在不发生电压崩溃的情况下维持或恢复稳定运行的能力，主要取决于电力系统的功率是否平衡。传统的电力系统电压稳定分析方法主要有灵敏度法和PV曲线法。随着风力发电和光伏发电的不断发展，新能源的普及率越来越高。在传统电压稳定分析方法的基础上，国内外专家学者对风力发电和光伏发电并网引起的电压稳定问题进行了广泛的研究。中国的大型风电场和光伏电站远离负荷中心，主要分布在华北和西北地区。它们采用远程传输的开发模式，属于弱连接传输端系统。风力发电和光伏发电具有很强的不确定性，严重影响了系统的电压稳定性。

1.2运行现状。　　对于电网电压稳定来说，其主要指的是整个电网系统在受到外界因素干扰后人能够维持电压稳定，而电压的稳定运行在很大程度上取决于电力系统功率平衡。在电网系统传统运行模式下，主要可以通过灵敏度法、pv曲线法来测试电网运行稳定性，而随着现代新能源在电力行业的不断渗透，在传统电压稳定分析方法的基础上，电力行业的专家也针对风电以及光伏发电电网电压稳定运行进行了深入研究。而我国大型的风电场以及光伏电网通常情况下都在电网负荷中心边缘地带运行，采用远距离传输方式来实现电能传输。而对于风电以及光伏发电来说其自身就存在较强的不确定性，由此就会对整个电网系统的电压稳定运行造成严重影响。

构与性能，分析与计算风电机组的结构与特性，并对其低压输出功率进行了计算。

2风电/光伏发电接入电网的电压控制策略

2.1调节设备的控制

为了提高风电、光伏发电接入电网的安全运行，必须加强对系统的调控。由于双馈风电机组可以根据相关设备的相关要求向电网输送相应的无功功率，不仅可以满足电网的电压需求，而且可以大幅度地提高系统的工作效率，因此可以实现对风电机组的电压控制。因此，在光伏行业中，有关工程师应该更多地关注其在电网中的应用。由于光伏发电的效率、质量和数量都受到并网逆变的影响，因此，当光伏发电系统出现故障时，不仅会对光伏发电的整体性能产生一定的影响，同时也会对光伏发电的整体效率产生一定的影响。所以要深入地分析和了解。然而，在风力和光电系统运行时，其并联电容器群的调整不到位。尽管电容器组可以在一定程度上减少经济费用，也可以为维修工作带来方便，但如果处理不好，将导致电容无法得到较好的补偿，同时也会对并联电容的运行产生不利的影响。而且，在并联电容器的包数越小，补偿能力的梯度就越大，对电网的影响也就越大。因此有关的技术人员必须针对实际情况调整电容器，特别是在风力和光伏发电量变化较大的情况下，应使用电容器。这种方法既可以有效地保障电网的电压控制要求，又可以推动无功补偿装置的持续调整。

2.2控制接入电网的电压分层模型

在风电、光伏系统的电压控制中，电压的分层模型是其中的重要因素。电压模式的控制与调整装置的特征密切相关。因此，有关的研究小组认为，电压模式必须以控制设备的特性为基础，制订一套合理的风能及太阳能发电系统的分级控制策略，以达到预测资料的目的。第一个研究目标是电力系统中的电容及变压器。因为电力系统在运行过程中，两个电站的设备都是运行周期较长、效率较低、相应的人员不能连续地调整和控制设备。因此，在制订风电、光伏发电电网的电网电压控制措施时，会参照和利用这两种装置的基本调整量。而对于具有低电压偏差的目标，则可以由有关人员掌握电力资料，进而提高整个电力系统的运行。第二类是风电场、光伏电站、动力控制装置等。在电网的日常工作中，通过上述三个环节，可以更好地发挥微调设备的作用，实现对电网无功电压的有效控制。在电压传输过程中，由于三个因素的稳定性的提高，使得系统的电压稳定性得到了有效的改善，并且可以对其进行调节和调节，从而使其性能和品质得到改善。合理的施工队伍与先进、高效的控制技术相结合，不但能够对分级模式进行科学的调控，还能有效地改善风电、光伏发电系统的运行和运营能力。在光伏和光伏发电的分级电压控制中，分层电压控制模式的策略控制也扮演了重要的角色。国际上普遍采用的电力系统的电压管理层次分析模式有两大部分：一是电压。电力系统中的交流电容及直流变压器供电[2]。光伏电站一般都是两个不同的电站，在运行的过程中，需要很长的一段时间才能完成，同时也不能同时控制风电、光伏并网时的电压。二是光伏风力发电。在快速传输电压电流时，可有效地改善三种电源的交流电压运动稳定性，并改善控制器的运行效率，从而保证其动态无功功率调节的稳定性。适当的研究小组采用先进的控制技术，既能改善系统的性能，又能改善风力发电系统的运行状况。

2.3电压模型求解的控制

风电/光伏发电电网的电压模式是一种非线性规划，重视这一领域的研究将有助于制定出一套合理的电网电压控制策略。一般来讲，有关工作小组都会使用两种方法来解决电力系统的问题，即传统方法和智能方法。传统的算法在线性规划、非线性规划等领域有着广泛的应用，可以根据不同的电压模型来进行相应的处理。但是，由于传统的方法计算精度不高，计算时间长，因而对一些电压模型的求解有一定的限制。然而，该算法能够较好地解决以上问题，具有较高的准确度和较高的效率，是近年来风电、光伏发电系统中普遍采用的一种新技术。所以，对智能算法的研究将会对电压控制策略的制订起到重要的作用[3]。

3 结束语

因此，为了充分利用风电和光伏发电，确保电力系统的电压稳定性，必须对风电/光伏发电与电网之间的关系有一个全面的了解和理解。从而为电网安全运行和控制策略的制订提供了可靠的基础和保证。但在某些地方，风电、光伏发电系统在运行过程中，由于技术和环境的原因，可能会导致电网中的电压不稳定运行。所以，在进行风电光伏发电电网运行之前，必须全面分析当地的气候特征和技术水平，并根据不同的发电方式，选择合适的风电、光伏发电系统。同时，相关的工程师们也需要对清洁能源有更多的认识，并将其应用到更多的领域中去，以确保电网的稳定运行。

参考文献：

[1]董玉辉，梁君亮.风电/光伏发电接入电网的电压稳定及控制分析[J].中国新技术新产品，2022（05）：68-70.

[2]包翔，张海平.风电光伏发电接入电网的电压稳定及控制方法[J].电子技术与软件工程，2020（22）：224-225.

[3]刘罡. 大规模风电/光伏发电集群接入后电压稳定机理研究[D]. 陕西:西安科技大学,2017.

[4]赵会莹. 大规模风电光伏并网下无功电压特性及控制措施[D]. 华北电力大学,2018.