风力发电并网问题探讨

风力发电并网问题探讨

严文斌

大唐四川发电有限公司新能源分公司工程建设部 610091

摘要：电力能源已成为一种社会运行与经济发展不可或缺的资源，目前“做好碳达峰、碳中和工作”已被列为我国重点任务之一，“十四五”规划也将加快推动绿色低碳发展列入其中，因此，将各项新能源技术有效应用在电力系统内，满足电力行业绿色发展的需求已成为当前亟需解决的问题，本文根据风力发电的特点进行展开分析，就其并网中存在的主要问题提出有效解决的建议与措施。

关键词：风力发电；并网现状；问题及措施分析探讨

1.风力发电与光伏发电并网现状

随着我国对新能源产业的高速发展，风力发电的装机容量已迈入高速增长通道，风力发电的技术水平也在不断提升，有相关统计显示，仅2021年第一季度，我国风力发电的新增并网装机容量就达到了526万kW，根据新增装机的分布统计，国内中东部及南方地区占比为54%，东三省地区占比为46%，且大部分风电场均处于高原山地等偏远地区，孤岛效应的产生不可避免；且由于在电力运营单位在生产过程中需要都对设备进行定检保养，当系统出现故障时也可能导致部分区域供电中断，而当用户端发电系统并不具备这种断电行为的自检功能后，就可能让其从整个区域的输配电网络中脱离出来，进而导致风电场站与周边网络脱离，主输配电网络成为孤岛。孤岛效应的出现会随着风力发电装机容量的增大而增大，这都不利于整个输配电系统的安全运行，严重时还会给电力运维人员的生命安全带来威胁，并且也可能导致输配电系统发生损坏。

首先是由于自身特点，风力发电系统在运行过程中还存在较大的不可靠性，其发电方式受到气候环境的影响较大，风力发电方式会受到风速、气候的影响，让发电量出现明显的波动，造成其向电网输出的电量、电能品质都会出现较大的变化，而这些情况都是较难预测；其次，风力发电方式还会受到其他因素的影响，当并网的电力系统出现停电情况时，也可能导致风力发电设备的运行暂停，进而让供电的稳定性受到影响；最后是目前风力发电方式在继电保护方面的工作还有待加强，不能落实继电保护工作，有可能导致电气设备在运行中出现继电保护的误动或者拒动，进而引起电气设备故障，甚至发生事故。在发电设备安装的过程中，如果没有结合当地实际情况规划好输配电线路，连接方式与安装地点选择不合理也会导致整个系统的可靠性受到较大影响，同时降低并网后电网经济效益。当风力发电与输配电网络进行并网后，会导致输配电网络中原有的部分电气设备被闲置，让整个电力系统的配网结构发生变化，这都会导致资源的浪费。在电力系统正常运行过程中，配电变压器会因为自身的负荷情况较小而发生轻载问题，此时配单设备就可能成为新能源发电方式的备用设备，进而让输配电网络的运营成本明显提升，让电网获取的经济效益发生下降。

2.应对的建议及措施

2.1.构建风力发电与光伏发电系统的验证环境

为了获得风力发电更好的并网效果，保证整个输配电网络的运行稳定性，首先要做的就是加强对新能源发电方式的特性研究，结合新能源发电方式的特性为其建立两种发电系统的动态与静态模型，进而加强对两种发电系统的优化改进。通过对风力发电系统的模型分析，为其设计出更加完善的自动优化控制系统，在设计中可利用电力软件对两种发电方式供电能力进行准确计算，这样才能为后续风力发电系统的测试与验证打下良好基础，提供更加详尽的数据资料支撑。

2.2.增加仿真实验

为了降低环境因素对风力发电系统造成的影响，可以在发电系统起始端的建模研究中加入仿真实验，在设计中结合以往风力发电系统的典型案例并对所设计的发电系统进行运行方式、故障场景的模拟，进而分析系统设计方案中存在的漏洞，针对相关风险因素制定更加完善的解决措施，提高发电系统的控制能力。在仿真实验中，对新能源发电系统的运行进行仿真计算，为了更好地积累新能源发电的并网经验，可以建立专门的数据库，将研究设计中的成功参数与有效控制措施记录备案，这样有利于为后续工作提供参考依据。风力发电系统的设计要注重加强其与电网共同作用的研究，当风力发电网络与输配电网路进行连接后，其之间的作用情况较为复杂，如果不能准确掌握新能源发电系统的作用情况以及电网运行特性，就会影响整个电网的运行稳定性。

2.3.寻求更契合的并网方式

在风力发电的并网设计中通过全新的方式对发电方式影响情况加以分析和评估，在通过对设计方案的调整、改进来提升配电系统的稳定性，降低主网与微网之间的相互影响。技术人员通过研究找出主网与微网之间存在的本质区别，才能找到更契合的并网方式，让并网设计水平得到提升，还可加入储能系统加以辅助补充，结合风力发电并网的特点研究优化配电系统方式。为了保证输配电网络的运行稳定性，在新能源发电系统并网中我们还可结合风力发电的并网特点来分析研究其配电系统的方法以及规划，通过详尽的分析研究来得出电力发电电源的优化位置，对装机容量以及装机地质进行更加合理的规划设计，在此基础上优化调整电力的控制方式、并网方式以及接入位置，并开展对电压波动与电压谐波的影响性分析，让并网设计方案更具可行性。在前期规划设计的过程中，还可做好施工地点的考察，充分考虑到地域因素、环境因素可能对风力发电系统运行状态的影响，对影响效果进行评估后，就在电力系统的层面上制定保证配电网络稳定运行的具有经济、环保与安全性的并网方式。

2.4.保证新能源发电电网稳定运行的控制技术的应用

针对光伏发电方式的特点，在通过微网将风力发电系统接入主网时，需要通过一种更加彻底的并网方式来避让系统故障的原有特征发生改变，降低并网中的故障隐患。并网后的输配电网络整体结构发生改变，当主网电气设备出现故障后，电气量、电压等参数都会发生较复杂的变化，如果仍采用常规的故障检测方法以及排障措施，就可能导致微网上的光伏发电系统运行受到影响，所以我们可加强对电网保护方式以及相关技术的研究，应用其更加先进的电网保护技术；在并网设计中，我们必须避免孤岛效应的出现，选择能够保证新能源发电系统稳定运行的调控策略，当电力系统出现故障并予以解决、恢复系统正常运行后，要保证新能源发电系统仍能以并网方式运行；另外，我们还应该重点关注对孤岛检测方面及在紧急状态下能够对孤岛优化的技术研究，寻找更高效、更准确的检测方式。

3.结束语

综上所述，在新能源行业中，相对于以往的化石能源，风能是一种更环保的发电方式，其利用自然的风能将其转换成电能，是一种可再生的清洁能源。通过风力发电来获取更多的电能，通过新的技术来改变或优化我们的能源结构，减少对传统的电力配给模式的依赖，从而促进国家的可持续高质量发展。

参考文献

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