试论风力发电新技术及并网稳定问题

试论风力发电新技术及并网稳定问题

李建华

福建省福能新能源有限责任公司 福建省莆田市 351100

摘要：近几年来，风力发电成为社会经济发展中的重要组成部分，其作为一种安全可靠的可再生能源，对各行业发展具有重要促进作用，同时也可以满足人们对能源的需求。但是，当前风力发电技术中仍旧存在着一定的问题，这将直接影响发电系统的稳定运行。本文就风力发电技术的问题及并网稳定问题展开分析，主要对二者进行深入性研究，希望以下观点可以为相关人员提供参考依据，以此来确保电网得以稳定运行。

关键词：风力发电；新技术；并网；稳定问题

前言：

国民经济的稳固增长，也为我国风力发电行业发展带来了促进作用，如今，风力发电已经成为人们生活的重要能源，对各行业经营活动也具有重要意义。但是，电力系统稳定性问题也逐渐显露出来，问题的存在迫切需要我们采取措施予以解决，这样才能满足人们及各行业需求。风力发电相比太阳能效率可高达50%，针对风力发电技术及并网稳定问题进行综合分析，希望对我国风力发电行业未来发展，可以提供一定的有力数据支持。

一、风力发电新技术

（一）气动风轮模型和轴系模型

人们生活质量的提高，对各类能源的需求量也在逐渐增加，其中风力发电作为一种可再生的能源，能够满足各行业的经营需求，风电机组建模技术是一种常用的技术手段，它包含很多方面，例如，气动风轮模型和轴系模型，当然也包括其他系统，如，感应发电机、变频器等等，而气动风轮模型的机械功率通常包含两种方式，一种方式是叶片元素动功法，另一种方法则是功率系数法，不同的方法也发挥着不同的作用，这就需要结合风力发电实际状况来选择。但是由于这两种方法都属于静态的，所以为了进一步提高功率计算的精准度，我们还应适当的采用动态的现象模块模型，来推动风电机组建模^[1]。其次，轴系模型也是风电机组建模技术中的重要部分，然而由于此模型具备复杂多样性，内部所包含的数据较多，所以在使用过程中，也要对相关电力系统的稳定性进行全方位的研究，比如，当轴系足够硬时，可以使用集总质量模型来展开工作，提高数据精准度且降低不必要的风险。

（二）大规模风电场建模技术

为了进一步提高风力发电技术水平，我们还可以采用大规模风电场整体建模技术，来展开相关研究。此方法具备着很多优势，比如，可以减少实际计算的时间，也可以减少建模时的难度系数，确保建模工作能够以最短的时间高效展开。但是此建模技术也存在着一定的局限性，比如，当采用综合型建模计算时，最后的数据信息可能会存在不精确性，所以，为了更好的提高建模的准确度，还应当将研究的重点放在并网对电网的影响上面。而要想满足风力发电技术发展要求，还可以采用其他的建模方法，譬如，可以借助等值为一台风电机驱动另一台发电机，也可以用等值多台发电机驱动多台发电机，这些方式都是有效的风电场建模方法。除此之外，也可以使用一种改进等价风的方法，从而将具有相同风的风机聚合在一起，确保风力发电技术被有效推广出去，以及解决相应的技术等问题。

（三）风电接入电网技术

由于大型风电场规模较大，电厂往往与变电站之间的距离较大，最高距离可达到200千米，这就造成了电力运输能源消耗，也加大了实际的运输成本，所以为了减少远距离输电时所消耗的电能，我们还应当灵活的运用风电接入电网技术来降低能源消耗，并采取高电压输电方法来展开工作，其中常用的高压交流输电有以下几种类型，比如，电压源型、电流源型的，这就需要结合实际状况来合理的选择，以此来提高输电效率且降低电能损耗。除此之外，借助风电接入电网技术也可以将受交流故障影响降到最小，本身功率变换器及辅助系统成本往往也比较高，所以可以选择高压交流输电的方式，来降低成本^[2]。

二、试论风力发电并网稳定问题

（一）功角稳定

影响电力发电并网稳定的因素有很多，其中，功角稳定是其中的一种，这对于大规模的发电厂来讲有重要意义，所以我们要对其进行深入性研究。首先，与传统直接并网发电机相比，基于感应发电机的风电机组有着较大的不同之处，它的稳定与否，主要取决于风电阻的类型或者是输电网结构，与其他因素并无较大的关系。一些调查数据表明，网络结构最强的区域，它所能够接纳风电能力的水平也比较强，因为每一个节点能够接纳风电的能力都比较强，这也正是确保风电厂系统稳定性的关键^[3]。此外，从系统阻尼方面来看，风电渗入电网的容量越大，整个电网的稳定性也越差，所以我们有必要结合实际状况，针对风电并网接入电力系统时，提出一些可靠的运行方案来，以此来解决并网对电网稳定造成的影响。

（二）电压稳定

现如今，电压稳定与否也成为了人们所关注的重点内容，一个稳定的电压，是确保风力发电系统安全有效运行的关键，也是降低危险意外事故发生的重要举措。但是，由于电压存在着不稳定性，就会使电网稳定性不高，所以应对电力系统的电压稳定性进行分析。首先，再采用相应技术手段对电压稳定性进行控制，结合实际发电机组的特点对电压进行合理的控制，使电压能够处于一个正常、平稳的状态下。同时还可以运用动态无功补偿设备，来调节电压，确保电压在一个正常稳定的状态。其次，为了降低电压不稳定问题，还应当对现有的电网安装等方面进行规范。如，当电网电压出现意外下降的时候，我们就可以借助风电机组的作用来帮助电网恢复，而不是因电压突然下降而致使整个电网处于瘫痪。除此之外，一些数据还表明，电压稳定性还与风速之间存在着较大关系，风速的稳定性与否，也会造成电压出现不稳定性，所以应控制好风速变化，这样才能够降低风电并网对电网稳定性的影响。

（三）频率稳定

据调查数据显示，风电并网对电压的影响还体现在频率频率上，所谓“频率稳定”主要是指，当电力系统在遇到强烈振捣后所产生的电力负荷不平衡问题，此时系统频率往往会在一定的范围内出一个稳定的状态，然而，不同风电对频率稳定性影响也存在差异，所以在发生事故时，我们要结合实际状况来采取措施予以处理。比如，当风电机组发生故障时，工作人员应及时的将整个电网切除，以此来降低不必要安全事故的发生。或者当系统比较薄弱时，不能够提供额外的功率时，也会出现频率不稳定的问题，所以我们应确保电力系统的稳定性，也只有确保频率稳定，才能够确保整个电力系统的稳定性，为后续风力发电技术推广打下良好基础。除此之外，我们还应当有意识的去提高风能预测精准度，它也直接影响着风电并网后整个电网的稳定性。比如，在频率较强的区域，可以采取有效措施来确保频率稳定，在最大限度上降低风电并网对整体电网稳定性的影响，以此来促进我国电力行业稳固发展。

结语：

综上所述，随着各类能源的不断消耗，可再生资源也成为了人们所关注的重点，其中，风力发电作为一种可再生资源，能够为各行各业的生产带来诸多便利，同时也能够满足人们对能源的需求。现如今，风力发电新技术和并网稳定问题，也迫切需要我们予以处理和解决，因为其不仅是环境友好型发电的重要来源，也是确保国家社会经济发展的重要组成部分，其重要性是我们不能忽视和小觑的，度风力发电新技术及并网稳定性问题展开研究。

参考文献：

[1]王雪.风力发电并网技术及电能质量控制措施[J].建材与装饰,2019(27):247-248.

[2]赵剑波.风力发电并网技术及电能质量控制措施[J].电子技术与软件工程,2019(16):234-235.

[3]杜春宝,成明明.试论风力发电新技术及并网稳定问题[J].中国设备工程,2019(08):184-186.