摘要：当前阶段，能源作为重要的生产资源，使用量逐年上升，能源紧缺矛盾日益凸显，同时，由于能源消耗产生的大气污染、生态破坏等问题，也为环境协调发展带来了不利影响。风能发电作为现代能源开发与利用的重要技术，商业化、规模化运用形式逐步完善，可以作为常规能源为电力生产提供支持。居于此，本文从现阶段风力发电对电力体系产生的影响出发，对风电的应用价值进行系统的探析。
关键词：电网调度；成本控制；储能价值
风电技术在电力产业发展中的广泛应用，对电力运行系统的规模、生产形式、电能质量、稳定性与保护装备都会产生一定的影响，通过对风电技术、成本、储能价值的分析，可以让电力生产单位更全面的了解风力发电的原理、机组数据、系统负荷、机组消耗量等方面的信息，更好地为风电技术在的应用与推广提供支持。
一、风力发电对电力系统运行价值的影响
1、电网调度影响分析
目前，我国电网建设规模与范围的不断扩大，智能电网体系的逐步完善，在满足用户多元化用电需求的同时，也增加了能源消耗量，提升了电网运行压力。对于电网互联中的风电场建设，需要结合总装机的具体容量、调度形式，对电厂容量、规模、风电功率进行设定，尤其是电网构造不完善的地区，由于负荷量相对较少，风电功率的注入转变了电网调度模式，对于局部电网的接点压力产生影响，变成了约束风电场规模的关键问题。风力动力的掌握、控制难度较大，发电状态、功率等受风速、风力影响，风速处于不稳定状态，将会导致电力系统出现波动性情况。由于技术限制，现阶段无法准确预报、控制风力大小，无法随意进行调度。因此，从电网建设层面出发，风电场随机性、间歇性的特征也会对电网运行造成影响，需要结合区域风力资源分布情况与电网建设形式，进行控制。
2、电能生产质量影响分析
风力资源利用的不稳定性、机组运行特点等，使得风电输出存在波动问题，对用电质量也产生了一定的影响。现阶段，电压不稳定成为限制风力发电广泛应用与推广的主要原因。由于能源供应不稳定，在风电机组运行、启动、切换、停止等操作时，会出现电压闪变、波动情况，而连接点一旦出现短路，也会使闪变、波动程度发生变化，对电能生产质量造成影响。与此同时，风电机组系统设计如果不合理，也会增加电网的谐波电流，导致电压波形问题，有时还会因为谐振埋下安全隐患问题。使用异步电机时，由于励磁装备不独立，在并网之前，异步电机没有电压。因此，在并网时，需要预留一定的缓冲期。如果处于小电网中，风电场进行并网时，机组的电压会大幅度下降，对同一电网的其他设备造成影响，同时，也会带来一定的安全隐患威胁。
3、对系统运行稳定性及保护装置的影响分析
在电网末端接入风电系统时，对配电网功率的流动特性会产生一定的影响，使得功率由单方面流动转变为潮流流动，功率分布也会出现变化，需要从电网规划阶段，综合分析影响因素，筛选方案。风电功率逐步增加，风电场附近覆盖电网的功率、电压提升，如果超出安全范畴，将会使得电压不稳或电压崩溃问题。因此，为保护风电机接触器，在风速较高时与风电场应与电网连接起来，如果风速变化过快，风电机组可以暂时运行电动机，使风电机组、电网间的连接保持双向状态。当前阶段，尽管电力系统设置了继电保护、自动断电等防护对策，可是也会对当前配电网络保护设施的正常运转造成影响，并没有考虑到早期的配电网保护设施以及整定。
二、风电对现代电力系统实际运行价值的有效分析
1、成本价值
电力系统的成本构成可以分为固定成本、可变成本。其中，固定成本是指风电场建设成本、设备成本、前期投入成本等，与电网的实际运行方式、管理技术等没有直接的关系。
而可变成本属于运维管理性质的成本类型。由于风力发电具有间歇性、不确定性与波动性的特征，风电场的输出功率也不固定，风力发电机输出功率取决于风力发电机轮毂高度的风速、风功率的输出功率。将风电接入电网体系中，对成本价值的影响是双方面的：一方面，风力发电分担了电力负荷，降低了能源消耗成本；另一方面，为控制电压波动产生的影响，也在一定程度上提升了电网安全性与可靠性的管理成本。
现阶段，电力系统的供电与调度工作主要包括：首先，依照用户需求、电网负荷、用电峰值等，安排电力生产规划，保证供电系统的安全性与稳定性；其次，通常情况下，电网的整体调度不涉及对风电功率的控制。由于风力涡轮设备的功率控制需要以风速变化情况为依据，因此，风力发电比重较大时，发电场需要结合电网整体负载，提升调节力度，对电网的负荷能力、跟踪能力有着较高的要求。系统应该具备对小负荷波动的快速响应能力，这种功能也会在一定程度上增加电网运行系统的容量，对系统运维、管理与检修技术有着较高的要求；第三，电网系统需要事先预留旋转容量，避免补偿负载变化造成的电压波动状况，保证电网的高效、有序运行。
2、运行价值
（1）应用特点
风力发电与传统火电系统相比，具备能源消耗量低、环境污染小、生态效益高等方面的优势。但风力发电同时也会引发电力供应不稳、电压间歇性波动等问题，对电力生产质量、保护设备、系统稳定运行带来不利影响。一方面，当风电系统输出比例过高时，原有的电网运维技术无法保证电力供应的可靠性，增加了安全隐患威胁；另一方面，管理成本的提升，也使得常规电站需要增强风电机组输出变化的控制，才能维持平稳运行，对常规电站的管理、运维、监管等技术提出了较高的要求。
（2）容量系数与穿透功率分析
为提升风力发电的稳定性与效率性，在技术应用的过程中，应合理对供电系统容量系数进行准确计算。容量系数实质上是指风电系统运行的平均功率、额定输出功率测定数据的比值，主要反映供电系统运行状态与设备利用效率。而穿透功率主要是指风电系统中发电设备的容量与总容量的比值，当系统负荷超过技术标准时，穿透功率与辅助成本呈正相关；当输出功率在总功率比值较低时，穿透率越小，运行价值也随之下降。但当输出功率比重超过总功率十分之一时， 风电系统的运行价值可能降到零值，甚至处于负值状态，这时穿透功率达到最大值。
3、储能价值
当前阶段，电力用户的储能服务主要依据峰谷电价差距进行错峰管理，电力附加服务、需求响应等功能有待完善。相关电力能源管理政策中，鼓励用户侧的储能参与辅助服务交易，使储能在削峰填谷套利的同时参与其他服务，从而使价值叠加具有了可行性。在运用风力发电技术进行系统规划与建设的过程中，不同用电类型对储能系统的使用标准存在差距。如进行调频时，需要加大规模的储能支持，对于储能系统在充电与放电过程中的倍率、功率性能要求较高。此外，在一些特定的风力发电场景中，储能模块需要承担多种职能，不同职能同时、较叉、分时操作的需求不同，要求具备兼容性，如设定储能额定控制与持续放电兼容等。
结语：在电力生产领域中，风能发电由于绿色、环保、可持续特点，被广泛的应用于电力供应系统中，通过对能源构造的有效改进，成为现代能源发展的重要方向。现阶段，电力相关产业应深入分析风电对电力体系的成本、运行、储能等价值的影响，合理优化风电应用形式，加快对清洁能源的研究、应用与推广，为电力产业的现代化、长效性发展奠定基础。
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