风力发电及风电并网技术现状与改善分析

风力发电及风电并网技术现状与改善分析

徐祥 刘阳

1. 中广核新能源内蒙古分公司内蒙巴彦淖尔 015300 2. 资兴中广核新能源有限公司 湖南郴州 42300

摘要：风力发电是一种新兴的发电方式,这种发电方式在使用的过程中是绿色环保的,进行风力发电,一方面是减少发电的成本,另一方面是要节约能源,保护环境。我国的风力发电及风电并网技术还存在着很多的问题,相对于技术较为发达的国家来说,风力发电技术还不完善.本文就是对风力发电及风电并网技术的现状和改善建议进行分析,为相关的研究提供借鉴。

关键词：风电并网；控制技术；现状

1风力发电技术现状分析
1.1单机容量小，浪费大量的建设资源

众所周知，风力是电力发电的重要组成部分，其发电效率直接影响到发电行业的发展，因此，风力发电技术应结合市场的发展趋势以及人们的用电需求等进行及时的改进。然而，就现阶段风力发电技术来看，在人们生活水平不断提高的情况下，人们对生活用电的需求也在不断的增加，风力发电作为发电技术的重要组成部分，为了满足人们的用电需求，很多地区会增设多个风力发电机组，而在这种情况下就会造成大量的资源浪费，尤其是土地资源的浪费，将会造成国家土地资源吃紧的问题，影响到风力发电的可持续发展。

1.2陆地风力发电建设过于集中

随着人们生活水平的不断提升，用电量以及用电负荷在不断增加，也将给发电行业带来一定的负担，为了满足人们用电需求，在陆地建设了更多的风力发电厂，其中也有很多风力发电厂是建立在城市周边的，而受到城市建筑的影响，这些风力发电厂的发展也将受到极大的影响，从而制约了风力发电厂的发展。另外，风力发电厂在建设中选址的不合理，也影响到风力发电行业的稳步发展。

1.3风力发电技术的经济性不足

对于风力发电技术来说，主要走的是节能路线，而从风力发电技术的实际运行调查中发现，风力发电技术在实施的过程中，缺乏一定的经济性，会增加风力发电技术的实施成本，从而影响到风力发电技术的实施效果，也将违背风力发电技术实施的本质，不利于风力发电技术的可持续发展。

2目前我国风力发电存在问题
  （1）首先是政策问题，目前我国缺乏对可再生能源开发的有力的政策支持，包括科研资金投入和减少对环保企业税收和政策手续等，同时也缺乏相应的支持可再生能源发展的法规法律。（2）其次就是技术问题。风能资源发电同煤炭发电不一样，因为风能发电资源不确定性较大，这就会导致风电机组输出功率波动，继而影响电能质量，因此，我们说电压波动和闪变都是风力发电对于电网质量主要不良影响因素问题。（3）风力发电引起的电压波动和闪变采用静止装置都不断减小，由于风资源不确定性，导致风电机单机容量增加，所以风力发电就引起了电压波动闪变需要进一步提高。（4）电力系统保护配置和整定计算都没有考虑到风电场影响问题，只是简单的将风电场做为一个负荷，当大规模风电场接入到系统后，电网就会发生故障问题，导致发电机组短路，这时候就需要系统能够很好保护配置和整定风电场影响问题，也就是实际运行会导致很多误动问题。（5）风电场对于系统继电保护也会产生很大影响问题，在进行系统继电保护配置和整定时候，要及时对于风电场的短路电流进行一定合理安排工作。对于配置和整定也要能够按双电源问题，必要时候还要进行一定加装保护工作。

3风力发电的改善
　　国家制定了一系列技术标准，对于电网进行监控，多数电网都被纳入调度控制体系，同时也大规模进行电网接入工作，不断提高对于火力电机组的能力和控制问题，建立了很多设施建设。主要措施可以分为几个方面：
　　（1）首先集中控制平台搭建，有效单一风场的随机性，形成了规模上和外部常规电厂电源，灵活的响应了电网调度，达到最大幅度电源利用效率，同时对于内部协调进行控制，进行了一定无功补偿设备，实现风电内部控制，使得运行不断优化和安全；（2）另外不断对于风电出力特性进行工作，对于风电机组和风电场群出力特性进行控制理论研究，从模型上考虑时间尺度资源问题和机组惯性问题，合理降低极端条件模型误差问题；（3）还有就是检测网络和风功率预测问题，风资源和风电场的检测网络和功率都是需要集中控制的基础工作，风电发达国家都建设全国性的测风网络，评估风能资源，以提高风电预测精度；（4）最后我们还要考虑到电力实时传输的要求，因此我们有必要扩大风电基地建设的区域，还需要建立非常合理的布局检测风资源网络气象数据，因为风功率预测系统研究都可以取得一定成果，同时也会受到天气预报影响。

4风电并网对电网系统的影响
  ①风电并网对现有电力系统负荷预测、规划和运行的影响．电力系统的负荷预测是规划、调度的重要组成部分．由于风力的随机性和间歇性等非线性特点，风力发电场大规模并网使得电力系统规划人员更加难以准确预测负荷的增长情况，从而影响配电网的后续规划。

  ②风电并网对电力系统运行调度的影响。在电力系统中，调度中心依据负荷预报安排常规机组的发电计划和调频任务，在线机组一般分为调频、调峰和带基荷3类．由于风电场的出力不能十分准确预报，发电计划的制定变得困难，如果把风电场看作负的负荷，不具有可预测性，作为电源则可靠性又没有保障，给传统的发电计划和调度带来了困难．风电场的并网对电力系统运行中的调峰和调频机组也提出了更高的要求，不仅要求足够的容量，而且要求这些发电机组具有快速响应能力．如果电力系统没有足够的调频容量或者调频机组的响应特性不满足要求，将引起电力系统频率波动．而我国电源结构以煤电为主，系统调峰或者调频手段本来有限，随着大规模风电场集中并网，电网调节更为困难，可能会增加机组出力变化甚至启停次数，从而显著增加运行费用。
  ③风电并网对电力系统的电能质量和运行可靠性的影响。风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率呈波动性，可能会影响电网的电能质量，如电压偏差、电压波动和闪变、谐波等。风力发电机组大多采用软并网方式，但是在启动时仍然会产生较大的冲击电流。风力发电并网后对电能质量的影响主要体现在电压闪变、电压波动以及谐波污染三个方面。可以采用提高系统的电抗和无功补偿等措施来改善电压闪变和电压波动问题，谐波问题则通过采用多脉冲整流电路、APF来解决。但仍需进一步研究和完善合理有效的电能质量控制措施，以使风电场和电网稳定运行，以最大限度地利用风力资源。
  ④并网风电场对电力市场的影响。电价是电力市场运行的核心要素，由于风电场的出力具有随机性，它不仅不能为电力市场提供辅助服务，而且有可能增加电力系统的辅助服务成本（包括负荷跟踪、频率控制、各种备用容量、无功功率和电压调节等）．为了保证供电的电能质量，电力系统必须计算或者预测风电场的影响，并考虑相应的对策。

5结论

综上所述，随着社会经济的飞速发展，人们用电量以及用电负荷在不断增加，电能的开发也逐渐受到重视，风力发电技术是电力发展的重要组成部分，主要是通过相关的机械设备以及技术等来将风能转换为电能，从而实现为人们供电，对推动电能源行业的可持续发展有着极大的作用，而且，在科学技术发展的过程中应加强对风力发电技术的改进和创新，这样才能满足当前社会的发展需求。

参考文献

[1]汪宁渤，马彦宏，王建东.大规模风电集中并网对电力系统安全稳定的影响[J]电力建设，2011（11）:77－80.

[2]卢焕丽，康积涛，罗强.风电并网对电力系统电压稳定的分岔影响[J]中国电力，2014（1）:75－80.