根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),對(duì)電能質(zhì)量的要求有五個(gè)方面:電網(wǎng)高次諧波、電壓閃變與電壓波動(dòng)、三相電壓及電流不平衡、電壓偏差、頻率偏差。風(fēng)電機(jī)組對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生影響的主要有高次諧波和電壓閃變與電壓波動(dòng)。
電壓閃變
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大多采用軟并網(wǎng)方式,但是在啟動(dòng)時(shí)仍然會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流。當(dāng)風(fēng)速超過(guò)切出風(fēng)速時(shí),風(fēng)機(jī)會(huì)從額定出力狀態(tài)自動(dòng)退出運(yùn)行。如果整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)所有風(fēng)機(jī)幾乎同時(shí)動(dòng)作,這種沖擊對(duì)配電網(wǎng)的影響十分明顯。容易造成電壓閃變與電壓波動(dòng)。
諧波污染
風(fēng)電給系統(tǒng)帶來(lái)諧波的途徑主要有兩種。一種是風(fēng)機(jī)本身配備的電力電子裝置可能帶來(lái)諧波問(wèn)題。對(duì)于直接和電網(wǎng)相連的恒速風(fēng)機(jī),軟啟動(dòng)階段要通過(guò)電力電子裝置與電網(wǎng)相連,因此會(huì)產(chǎn)生一定的諧波,不過(guò)過(guò)程很短。對(duì)于變速風(fēng)機(jī)是通過(guò)整流和逆變裝置接入系統(tǒng),如果電力電于裝置的切換頻率恰好在產(chǎn)生諧波的范圍內(nèi),則會(huì)產(chǎn)生很?chē)?yán)重的諧波問(wèn)題,不過(guò)隨著電力電子器件的不斷改進(jìn),這個(gè)問(wèn)題也在逐步得到解決。另一種是風(fēng)機(jī)的并聯(lián)補(bǔ)償電容器可能和線(xiàn)路電抗發(fā)生諧振,在實(shí)際運(yùn)行中,曾經(jīng)觀(guān)測(cè)到在風(fēng)電場(chǎng)出口變壓器的低壓側(cè)產(chǎn)生大量諧波的現(xiàn)象。當(dāng)然與閃變問(wèn)題相比,風(fēng)電并網(wǎng)帶來(lái)的諧波問(wèn)題不是很?chē)?yán)重。
電網(wǎng)穩(wěn)定性
在風(fēng)電的領(lǐng)域,經(jīng)常遇到的一個(gè)的難題是:薄弱的電網(wǎng)短路容量、電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的頻繁掉線(xiàn)。尤其是越來(lái)越多的大型風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)后,對(duì)電網(wǎng)的影響更大。在過(guò)去的20年間,風(fēng)電場(chǎng)的主要特點(diǎn)是采用感應(yīng)發(fā)電機(jī),裝機(jī)規(guī)模較小,與配電網(wǎng)直接相連,對(duì)系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)為電能質(zhì)量。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,大量新型大容量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組開(kāi)始投入運(yùn)行,風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)達(dá)到可以和常規(guī)機(jī)組相比的規(guī)模,直接接入輸電網(wǎng),與風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)有關(guān)的電壓、無(wú)功控制、有功調(diào)度、靜態(tài)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定等問(wèn)題越來(lái)越突出。這需要對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算、評(píng)估。要根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu),負(fù)荷情況,決定最大的發(fā)電量和系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)的穩(wěn)定性。國(guó)內(nèi)外對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性都非常重視,開(kāi)展了不少關(guān)于風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行與控制技術(shù)方面的研究。