风电技术发展与并网探讨

风电技术发展与并网探讨

郭勤文

西安特变电工电力设计有限责任公司 陕西 西安 710119

摘要：作为对各国要求可持续发展、促进低碳生活的另一项回应，风能开发是我国实现可持续发展道路上的重点之一，众所周知，煤炭开发是一种不可再生能源，需要长时间循环，甚至数千个循环。因此，开发和利用新能源是我国国家资源可持续发展的重要选择。风能是一种纯能源，几乎是无限的，可以用来解决沿海地区、草原和山区以及高原地区煤炭资源和水资源的巨大短缺问题，但这些地区的风能资源丰富，能够在区域优势的基础上推动地方发展，并已成为我国国家可持续发展战略的重要组成部分。

关键词：风电技术；并网技术；
引言

在石化能源短缺问题突出与经济快速发展的背景下，加大对可再生新能源开发利用的研究力度显得尤为重要。随着社会经济迅猛发展，人们的生活水平不断提高，对能源的需求逐步增大，能源供应逐步呈现出了紧张的态势，环境问题越发突出，因此近年来社会关注焦点逐渐向可再生能源的开发利用领域转变。随着新能源发电技术的逐步成熟，风力资源的开发利用越发自如。但风电新能源的发展仍处于摸索阶段，有较大的发展空间，还需多措并举，逐步解决我国风电并网技术难题，以推动风力发电工程稳中求进。

1风能的优势和不足

风能是一种全新的清洁能源，拥有巨大的储量，有着巨大的应用前景。但是，由于风能的各种特点，导致风能的应用存在很大的问题，尤其是缺少基中性和可操作性，并且风能的稳定性上也有很大不足。在风电并入主干电网时，风电的不稳定性就会对电网产生巨大的影响。（1）缺少稳定性。风力是有明显不可预测性的，无论是风力的大小、方向，以及能否起风都很难预测，从而使得风能发电也并不能像火力等传统发电方式能够进行有效地控制，所以，风能发电都有随机性、间歇性的特点。这就导致风电的质量较差，无论是频率、电压，都难以保持稳定的状态。（2）开发效率低风能能量的密度较小，需采用较大风轮尺寸的风力发电机，以获取同等的发电容量。但实际上，风轮机对风能资源的开发效率普遍偏低，最大效率不超过60%。在实践中受多种因素影响，水平轴风轮机最大效率为20%-50%，垂直轴风轮机的最大效率为30%-40。（3）风能无法储存。风能并不能像其他发电形式那样储存，因为风能发电只能在有风的天气中进行，并不能像水电和火电一样储存起来。为了避免因为风能发电的间歇性导致对电网的影响，一般会给发电机组安装储能设备，于是，增加了风能发电的成本。（4）风电场分布地区偏远风能资源丰富的地区往往偏远，导致风电场与负荷中心的距离较远，电网的网架结构性能相对较弱，导致当地电网的输电功能无法实现风电的远距离输送。因此，还需加大对风电输送工程的研究与建设力度，加强电网建设的创新发展，以实现对风电资源的有效开发利用。

2对风电并网性能进行完善的措施

2.1优化风力发电项目发展

随着可持续发展理念深入推进，风电工程作为可持续发展的重要举措，加大对风力发电项目的实践研究与创新发展意义重大。在风力发电项目的建设与使用中，应当及时发现其潜在的问题，多角度分析问题的原因，以推动风力发电项目健康发展。要加强对施工现场的监督管理，及时发现与记录分析设计偏差问题，综合各种影响要素及时调整施工，以减少工程变更，促使风电工程建设顺利展开。

2.2提升电能的质量

很多补偿装置都拥有提升点能质量的功能，可以有效控制风能发电过程中出现的电压波动和闪变问题。目前，常用的设备包括SVC有缘滤波器、动态电压恢复器等。从理论上讲，电压对闪变所导致的危害是有决定性作用的；电压波动主要与电网负荷量的变化和短路容量有关。如果电网短路容量是一定的，那么，如果电网中无功负荷存在剧烈的波动，就很容易导致闪变的出现，从而对电网的稳定性造成进一步的破坏。因此，为了能够对闪变进行有效的控制，就需要控制电压，所以，目前，方法是通过安装无功补偿装置，避免电网出现过于严重的波动，达到从源头上抑制闪变出现的目的。目前的APF设备使用了电子技术和信号处理技术，能够进行十分全面的谐波治理，设备自身就能够产生电网谐波和极性相反的电流，所产生的谐波可以达到低效谐波干扰的目的。还可以使用DVR技术，如果电网发生电压跌落的情况，就会迅速做出反应补偿电压，所以在风电产生波动或者闪变，也能马上做出补偿，保证电网的稳定。

2.3合理降低电网压力

电网损耗主要包括无功损耗与有功损耗两种，可通过计算功率的途径，实现对功率损耗的深入研究，并通过降耗的方式减少用电负荷，最大程度发挥实现用电设备的性能；同时，延长用电设备的使用寿命。电路的设计过程复杂繁琐，需根据有功功率的计算结果等实际情况，合理选择导线的路径，以切实达到降低电路中电阻功率损耗的目的；合理选择变压器以达到减少无功功率损耗的目的。为加强无功补偿的针对性，需在电网的建设中，加大电网资源的优化与整合力度，合理运用同步调相机与静止无功补偿器等方法，进一步优化无功补偿。根据电网特征合理选择设备，以有效降低电网运行的负荷，以加速风电新能源的现代化发展步伐，不断提高经济效益。

2.4改善风力发电厂规模

在风电大规模并网的背景下，电网必然会受到风电的影响。加入发风电并没有占据较大的比例，或者风电机组注入的功率很小，则电网能承受风电所带来的不稳定，风电并不会制约电网的发展。但实际情况中，风电是大规模并入电网的，而且，风电相对发达的地区往往人口稀少，所以，电网的结构本身会比较薄弱，导致风电会占据电网较大的比例，从而导致电网潮流分布改变，以及改变电网的节点电压，无论是波动还是闪变，都会对当地的电网产生极大的作用。同时，风速甚至会导致风电机组停止发电，进一步提升了调度的难度。虽然目前利用气相、超级计算机能够对天气作出一定的预测，但是，依然不能满足电网调度的要求，导致风电大规模并网之后，仍然会对电网有极大的干扰，而且难以控制。因此，可以采取控制风力发电厂规模的方法，降低风电对主电网的最大注入率，并在未来的建设中不断改良主电网的建设，提升主电网对风电波动的控制和承受能力，保证电网的稳定。

3风电并网技术发展态势

3.1风力发电机组的发展动向

开发单机容量大的风电机组，如MW级大型风电机组设备，可有效降低风力发电成本。解决偏远分散地区就地供电的问题，可使用开发分散式小型与微型风力发电系统，更利于资本节约与资源高效利用。

3.2针对并网技术以及最大风能捕获技术方面的研究

风电场受到风能和风力调节系统的严重影响，这些系统往往运行不均匀，对电网安全产生不同的影响。为了进一步提高风电场的稳定性、可靠性和抗御能力，研究人员需要深入研究，同时风能密度较低，把握较大风能的能力是未来风能和网络技术的主要研究方向之一。

结束语

风电新能源属于现阶段应用十分广泛的能源之一，得到了社会各界的广泛关注。但在风电发电过程中仍存在诸多问题，严重制约风电新能源的进一步发展，同时影响输电网的安全与稳定运行。因此，需对其存在的问题进行深入分析，优化风电并网技术，促进风电新能源的发展。
参考文献

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