根據(jù)國家標準,對電能質(zhì)量的要求有五個方面:電網(wǎng)高次諧波、電壓閃變與電壓波動、三相電壓及電流不平衡、電壓偏差、頻率偏差。風電機組對電網(wǎng)產(chǎn)生影響的主要有高次諧波和電壓閃變與電壓波動。
電壓閃變
風力發(fā)電機組大多采用軟并網(wǎng)方式,但是在啟動時仍然會產(chǎn)生較大的沖擊電流。當風速超過切出風速時,風機會從額定出力狀態(tài)自動退出運行。如果整個風電場所有風機幾乎同時動作,這種沖擊對配電網(wǎng)的影響十分明顯。容易造成電壓閃變與電壓波動。
諧波污染
風電給系統(tǒng)帶來諧波的途徑主要有兩種。一種是風機本身配備的電力電子裝置可能帶來諧波問題。對于直接和電網(wǎng)相連的恒速風機,軟啟動階段要通過電力電子裝置與電網(wǎng)相連,因此會產(chǎn)生一定的諧波,不過過程很短。對于變速風機是通過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),則會產(chǎn)生很嚴重的諧波問題,不過隨著電力電子器件的不斷改進,這個問題也在逐步得到解決。另一種是風機的并聯(lián)補償電容器可能和線路電抗發(fā)生諧振,在實際運行中,曾經(jīng)觀測到在風電場出口變壓器的低壓側(cè)產(chǎn)生大量諧波的現(xiàn)象。當然與閃變問題相比,風電并網(wǎng)帶來的諧波問題不是很嚴重。
電網(wǎng)穩(wěn)定性
在風電的領(lǐng)域,經(jīng)常遇到的一個的難題是:薄弱的電網(wǎng)短路容量、電網(wǎng)電壓的波動和風力發(fā)電機的頻繁掉線。尤其是越來越多的大型風電機組并網(wǎng)后,對電網(wǎng)的影響更大。在過去的20年間,風電場的主要特點是采用感應發(fā)電機,裝機規(guī)模較小,與配電網(wǎng)直接相連,對系統(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,大量新型大容量風力發(fā)電機組開始投入運行,風電場裝機達到可以和常規(guī)機組相比的規(guī)模,直接接入輸電網(wǎng),與風電場并網(wǎng)有關(guān)的電壓、無功控制、有功調(diào)度、靜態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定等問題越來越突出。這需要對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行計算、評估。要根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu),負荷情況,決定最大的發(fā)電量和系統(tǒng)在發(fā)生故障時的穩(wěn)定性。國內(nèi)外對電網(wǎng)穩(wěn)定性都非常重視,開展了不少關(guān)于風電并網(wǎng)運行與控制技術(shù)方面的研究。