【正文】 resources. The wind speed up to the height of the hub should be known to calculate the wind farm output. A number of measurements of wind speeds show that wind speeds are mostly mild in a year。 Sons Ltd， 2020 [5] Bowden G J， Barker P R， Shestopal V O， et al． Weibull distribution function[J]． Wind Engineering，1983， 7(2)： 8598 [6] Fan Zhenyu， Enslin J H R． Challenges, principles and issues relating to the development of wind power in China[C]． IEEE PES PSCE， 2020： 748754 [7] O39。本文提供了一個概覽風力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響和相應的對策建議來處理這些問題，為了適應風在電力系統(tǒng)的發(fā)電。有許多關于整合風力發(fā)電風力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響 系統(tǒng)的運作和發(fā)展的問題。它有能力以一個很好的方式處理風電并足以快速反應抵消電壓變化，它可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。因此，它將是一個很好的工具，它使風力發(fā)電成一個網(wǎng)絡，即使在一個弱網(wǎng)絡中，無需提高點短路比，也能實現(xiàn)。從電網(wǎng)方面，這對加強和改變目前的網(wǎng)絡 參數(shù) 具有重要意義。在大多數(shù)情況下，快速作用無功補償設備，包括 SVC 和 STATCOM，應被納入為提高網(wǎng)絡的暫態(tài)穩(wěn)定的設備之中。為了減少風力發(fā)電造成的電壓波動和閃爍，既需要速度控制應加以改善，以便和俯仰角控制最大限度地減少了風力發(fā)電機的輸出波動，而風力發(fā)電機的輸出最大化。為了保持電壓等級，電網(wǎng)公司可以提供額外的或升級的電壓 控制設施。尤其是如果風電場連接到 配電 網(wǎng)絡，斷路器可能在風電場裝機容量增加時產(chǎn)生超負荷 [8]。無論風力發(fā)電機采用何種發(fā)電機，風電場的整合將增加電網(wǎng)故障水平，進而影響原有的電網(wǎng)保護裝置繼電器的設置。 （ 7）保護。 為了在規(guī)定的標準范圍內(nèi)控制電力系統(tǒng)頻率，要求一些發(fā)電廠向電網(wǎng)公司提供頻率控制配套服務。應該進一步研究的是如何判斷風力發(fā)電對現(xiàn)有網(wǎng)絡上的電氣設備短路電流額定值的影響 [12]。 風電場對相鄰節(jié)點短路能力有很大影響，然而對遠離 PCC 節(jié)點的影響不大 [9]。其他事實的原因是，今天，越來越 多的風力發(fā)電，特別是以所謂的大型風力發(fā)電場（數(shù)百兆 瓦）的形式。一個是上述的事實，風力發(fā)電網(wǎng)站通常是遠離的傳統(tǒng)的電力中心。 然而，風力發(fā)電場將能夠給未來的電力系統(tǒng)運行的短路電流計算帶來越來越重要的影響。 沈陽農(nóng)業(yè)大學學士學位論文外文翻譯 往往 大多數(shù)的風力發(fā)電場 都 遠離負荷中心建造，這意 味著他們之間和其他間的電力系統(tǒng)的電氣之間的距離，是相當遠的。因此，變速風力發(fā)電機組的閃爍一般比定速閃爍風 力發(fā)電機低。固定速度的風力發(fā)電機閃爍的主要原因是塔的尾流。渦輪形式（即變量與主要固定的速度檔位與節(jié)距調(diào)節(jié)）對風力渦輪機和風力發(fā)電場的電能質(zhì)量特性有重要性。所有其 他的原因不僅歸咎于電器元件的特點，如發(fā)電機，變壓器等。有關參數(shù)列于表 1[10]。對于變速風力渦輪機和恒定頻率 轉換器造成的諧波問題，也應考慮。結果，大量的電壓波動，可能會導致電壓在調(diào)控范圍外變化，以及違反閃爍和其他電源的質(zhì)量標準。 （ 4）電能質(zhì)量。根據(jù)不同的操作和控制計劃，這種風力發(fā)電機組可以 通過 吸收或輸出無功功率控制電壓，有利于電壓的 穩(wěn)定。“風電場無功功率的整體需求是相當大，從而導致減少在 PCC附近地區(qū)的電壓穩(wěn)定。因此，不同的電力系統(tǒng)，暫態(tài)穩(wěn)定性應分別進行分析。因此，在這種時侯 的暫態(tài)穩(wěn)定 性是 非常重要的，尤其是與 大型風電場的有機結合時最為重要。 在風力發(fā)電的電力系統(tǒng)中，電壓穩(wěn)定和頻率的穩(wěn)定性都受到風 能 功率集成影響，這不僅是因為風力發(fā)電的加 入將改變流量分布，也因為風力發(fā)電機與傳統(tǒng)的同步機無論是在穩(wěn)態(tài)或暫 態(tài)狀態(tài)時相比表現(xiàn)不 大有同 [9]。然而為了控制電壓， 可能導致增加對無功功率的輔助服務 [8]。 在電力系統(tǒng)中隨著風力發(fā)電安裝 總 容量的增加，風力發(fā)電的變化 會 引起電壓變化，特別是如果并入電網(wǎng) ，這可能不是專門設計用于迎合重要和可能快速變化的負載，這是由風力發(fā)電變化引起的。小型風力發(fā)電場，可以在低電壓下連接，從而節(jié)省了開關設備、電纜 和變壓器的成本。約束以概率形式描述，并且預期參數(shù)值，如電壓和功率，可以被計算。 用于常規(guī)發(fā)電機的分析的方法是確定的，而忽略了不確定性的風速和負荷預測。有功和無功要求，都應予以調(diào)查。當引進額外的風力發(fā)電時一些傳輸或配電線路和其他電氣設備可能過載。 風力發(fā)電是一個間歇性和隨機的電源，將功率流復雜化。風力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響包括有 功和無 功 電 流，電壓，系統(tǒng)穩(wěn)定性，電能質(zhì)量，短路容量和基礎設施的特點由于高容量的風力發(fā)電的動態(tài)和隨機性能。 (2) 其中： 是額定功率的風力發(fā)電機組的輸出； V是風速達樞 紐的高度 VCI是停機風速； VCO被切出風速； VR被評為風速。 (1) 其中： V是平均風速； k為形狀參數(shù)； c是尺度參數(shù)。應 以 加速到中心高度的風來計算風電場的輸出。然而，晝夜和天氣的高峰可能會影響 電力系統(tǒng)的 長期的 平衡，在這樣的系統(tǒng)中風速預測起著 非常 顯著作用。每日的峰值取決于每天的風速 變化而 天氣高峰取決于天氣變化，通常因每天或每周而異，但 同時 也包括季節(jié)性周期。風變化的時間尺度顯示在圖 3 的風力頻譜圖上 [4]。另 外，無論是在空間和時間上，這種變化性持續(xù)的范圍非常廣泛。風電場輸出的隨機變化主要 源于風速的波動和方向。風力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響 到 2020年 底在中國的風電目標為 5000兆瓦 [3]。中國市場在 2020年大幅增長，這預計將繼續(xù)增長并加快增長。 在 2020年中國通過安裝風能的 總容量達到 1347兆瓦，增加了一倍以上的總 容量，比去年的數(shù)值增長了 70%。這些年新增累積裝機容量如圖 2顯示。 中國開始發(fā)展風電 的時間 很晚。世界范圍內(nèi)十三個國家現(xiàn)在可以算是達到 1000兆瓦的風力發(fā)電能力，法國和加拿大在 2020達到這一閾值。因此，應該探討其影響和提出克服這些問題的對策。而提供電力系統(tǒng)清潔能源的同時，風電 場也會帶來一些對電力系統(tǒng) 不利的因素。由于到 2020年 12%的供電來于 1250GW的安裝風力發(fā)電 機，將減少排放 累積 10771000000 噸二氧化碳 [1]。 2020 年間，世界風能裝機容量從2020年的 59091 兆瓦達到 74223 兆瓦。當由于工業(yè)的發(fā)展和在世界大部分地區(qū)的經(jīng)濟增長而發(fā)電的消費需求一直穩(wěn)步增長時，它有減 少 污染 排放和降低不可替代的燃料儲備消耗的潛力。由 于電力需求 增長 快速，對以化石燃料為基礎的發(fā)電是不可持續(xù)的。針對這些問題提出了相應的解決建議和措施，以及更好 地 利用風力發(fā)電。討論了在風 力發(fā) 電場并網(wǎng)時遇到的各種問題。 外 文 翻 譯 題 目： 風力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響 沈陽農(nóng)業(yè)大學學士學位論文外文翻譯 風力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響 簡奧斯丁，費力克斯 （電力系統(tǒng)及發(fā)電設備控制和仿真國家重點實驗室，紐約市曼哈頓區(qū)） 摘要： 風力發(fā)電依拖 于氣象條件，并逐漸以大型風 力發(fā) 電場的形式并入電網(wǎng)，給電網(wǎng)帶來各種 各樣的 影響。電網(wǎng) 并未專門設計用來接入風電，因此如果要保持現(xiàn)有的電力供應標準，不能 避免地需要進行一些相應的調(diào)整。由于風力 發(fā)電具有大容量、動態(tài)和隨機的特性，它給電力系統(tǒng)的有功 和 無功潮流、電壓、系統(tǒng)穩(wěn)定性、電能質(zhì)量、短路容量、頻率和保護等方面帶來 多種 影響。 關鍵詞： 風力發(fā)電；電力系統(tǒng)；影響；風電場 人們普遍 都能夠接受，可再生能源發(fā)電是未來電力 供應 的必然趨勢 。與之 相反，風力發(fā)電作為一種有前途的可再生能源受到了很多關注。 當大型風電場（幾百兆瓦）成為主流時，風力發(fā)電越來越 受歡迎。在 2020年極大的生長表明，決策者開始重視的風能發(fā)展能夠帶來的好處。 大型風電場的電力系統(tǒng)具有很大的容量，動態(tài)隨機性 ，這將會挑戰(zhàn) 電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。風力發(fā)電的擴展和風電在電力系統(tǒng)的比重增加，影響將很可能成為風力集成的技術性壁壘。 從全球風能委員會（ GWEC）的報告中，擁有最高裝機容量總數(shù)的國家是德國（ 20621兆瓦），西班牙（ 11615兆瓦），美國（ 11603兆瓦），印度（ 6270兆瓦）和丹麥（ 3136 兆瓦）。如圖 1所示，直到 2020年 12月世界累計裝機容量前 10名 [2]。只有在 90 年代它才走向市場化的發(fā)展 道路 和規(guī)模建設。單一機組容量從 100 千瓦到 200 千瓦， 300千瓦 600 千瓦， 750 千瓦， 1500 千瓦逐步增加。這給中國帶來多達 2604兆瓦的 電能，使中國成為世界第六 大的市場。根據(jù)經(jīng)批準的和在建設中的項目，在 2020年將安裝超過 1500兆瓦。 圖 1 到 2020年 12月世界累計裝機容量 圖 2 在中國累計和新增加安裝的風力發(fā)電能力 從風能的角度來看，風能資源的最顯特點是其隨機不定性。無論是地理性 的 和時間性 的，風是很易變的。 由于時間和高度的影響 ，風速不斷變化。從 一秒到一 分鐘的范圍 內(nèi)，陣風引起動蕩的高峰。 圖 3 風譜 ， 布魯克海文國家實驗室工作 沈陽農(nóng)業(yè)大學學士學位論文外文翻譯 從電力系統(tǒng)的角度來看 ，湍流高峰可能會影響風力發(fā)電的電能質(zhì)量。 另一個重要問題是風能資源的長期變化。大量風速測量表明，風速在一年中大多數(shù)是柔和的，介于 0和 25米 /秒的概率是相當大的；年均風速受制于威布爾分布 [5]，如公式（ 1）。 風力發(fā)電機的輸出之間的關系 和風速集線器 V 的高度可以近似表示為風力發(fā)電機的輸出與風速或分段函數(shù)的曲線，如公式（ 2）。 4． 風力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響 在電力系統(tǒng)中風力發(fā)電面臨大型風 電場對電網(wǎng)一體化的基本技術限制。在技術上，它通過以下方式影響和必須詳細研究： （ 1）有功和無功 電 流。由于為了捕獲更多的風能能源，許多風電場建成遠離負荷中心，總有傳輸風力發(fā)電一些的障礙。因此，應確保互相連接傳輸或配電線路不過載。無功功率應不僅在 PCC中產(chǎn)生，但也通過整個網(wǎng)絡產(chǎn)生，并應本地補償 [6]。因此，概率性的方法是比較適合風力發(fā)電的。 （ 2）電壓調(diào)節(jié) 一旦風電場已經(jīng)確定了 地點，連接到電網(wǎng)的點 也 必須確定。如果擬議的發(fā)展規(guī)模太大導致不可以與當?shù)胤植茧娫?連接，進而不能滿足較高的電壓傳輸網(wǎng)絡的需要 [7]。因此，需 要采取監(jiān)管措施，使電壓保持在指定的范圍內(nèi)。 風力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響 （ 3）系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 對于目前的風力發(fā)電場，當發(fā)生干擾時，保護操作通常是切斷風電場 與電網(wǎng)之間的連接。然而，由于電網(wǎng)結構，風 能 也可能使電源集成系統(tǒng)的瞬態(tài)穩(wěn)定性 變 差。 固定速度的風力渦輪機輸出有功功率時，它吸收無功功率。與此相反，雙饋變速風力發(fā)電機組對無功功率有一定的控制能力。電壓穩(wěn)定也與短路容量相關，傳輸?shù)?PCC行比 R / X和在風力發(fā)電場 使用的無功補償方法有關。 風力發(fā)電的波動對 相關電源（ AC 或 DC）的傳輸、供電質(zhì)量有直接的影響。在連續(xù)的運行和開關操作，風力發(fā)電機組，引起電壓波動和閃爍，這些因素是風 力發(fā)電影響電網(wǎng)電能質(zhì)量的主要因素。 風力渦輪機對電網(wǎng)干擾有不同的原因，其中大多原因是風力機本體。平均發(fā)電量，湍流強度及風切變與氣象和地理條件因素相 關。 也是轉子和傳動系統(tǒng)的空氣動力學和機械性能的原因。 表 參數(shù) 原因 電壓升高 電能生產(chǎn) 開關操作 塔影效應 電壓波動和閃爍 葉片調(diào)節(jié)誤差 偏航誤差 風切變 風速波動 諧波 變頻器 晶閘管控制器 電壓峰值和谷值 開關操作 閃爍是由風力發(fā)電機組的有功功率或無功功率的的波動造成的。而變速風力發(fā)電機，平滑了快速功率波動，塔的尾流不影響輸出功率。 （ 5）短路容量。按照 常理說，長電距離 越長，使電壓變化越 大，但短路問題 越 少 [11]。原因是雙重的。這意味著短路電流的分布可能產(chǎn)生了很大的變化，導致一個完全不同的短路容量地圖。將 風電場大量的個別單位連接在一起，總代能力將大大上升。因此，當具有大容量的風 電 場并入電網(wǎng)時，相鄰變壓器和交換機的容量可能需要增加。 （ 6）頻率調(diào)整。然而，風力發(fā)電量總額的增加，其變化 的 頻率輸出是一個很重要的影響 [8]。 電流在風電場和電 網(wǎng)之間的流動是雙向的，這是在保護的設計和配置應予以考慮的。這可能需要增加新的保護裝置