3.3电压稳定性
大型风电场及其周围地区,常常会有电压波动大的情况。主要是因为以下三种情况。风力发电机组启动时仍然会产生较大的冲击电流。单台风力发电机组并网对电网电压的冲击相对较小,但并网过程至少持续一段时间后(约为几十秒)才基本消失,多台风力发电机组同时直接并网会造成电网电压骤降。
因此多台风力发电机组的并网需分组进行,且要有一定的间隔时间。当风速超过切出风速或发生故障时,风力发电机会从额定出力状态自动退出并网状态,风力发电机组的脱网会产生电网电压的突降,而机端较多的电容补偿由于抬高了脱网前风电场的运行电压,从而引起了更大的电网电压的下降。
风电场风速条件变化也将引起风电场及其附近的电压波动。比如当风场平均风速加大,输入系统的有功功率增加,风电场母线电压开始有所降低,然后升高。这是因为当风场输入功率较小时,输入有功功率引起的电压升数值小,而吸收无功功率引起的电压降大;当风场输入功率增大时,输入有功引起的电压升数值增加较大,而吸收无功功率引起的电压降增加较小。如果考虑机端电容补偿,则风电场的电压增加。特别的,当风电场与系统间等值阻抗较大时,由于风速变动引起的电压波动现象更为明显。研究发现,使用电力电子转换装置的风力发电机,能够减少电压波动,比如并网时风电场机端若能提供瞬时无功,则启动电流也大大减小,对地方电网的冲击将大大减轻。值得一提的是,如果采用异步发电机作为风力发电机,除非采取必要的预防措施,如动态无功补偿、加固网络或者采用HVDC连接,否则当网络中某处发生三相接地故障时,将有可能导致全网的电压崩溃。