风电新能源并网技术研究

风电新能源并网技术研究

张永秀

广西正远电力工程建设监理有限责任公司  广西南宁  530000

摘要：我国具有丰富的风能资源，将风动力转化为电力能够有效缓解国内的用电压力。风能作为一种可再生资源，无污染、无危害，但是风的方向和速度具有不确定性和间歇性，造成风能资源难以得到有效利用和存储，使得各国对于风能资源的利用技术上比较受限。借助于风电新能源并网技术本身的优势和作用，能够有效规避传统风能资源的技术问题，最大程度上实现电力系统快速发展。

关键词：风电；新能源；并网技术

引言

随着社会经济的迅速发展、人民生活水平的提高、能源需求的增加、能源供应日益紧张以及环境问题的加剧，近年来社会的注意力逐渐转向新能源的开发和利用随着新能源技术的逐渐成熟，风能资源的开发利用变得越来越容易。但是，新能源的开发仍处于探索阶段，有很大的发展空间，有必要采取进一步措施，逐步解决我国电网互联的技术问题，以促进风力发电项目的稳定发展。

1风电新能源发展现状

风能利用技术主要是采用大齿轮的风轮对小密度的风能进行转换，但是现有风轮机对于风能的开发利用程度较低，受各种因素的影响，造成风轮机的效率维持在20%－50%之间。风的方向和速度具有不确定性和间歇性，电能波动较大，考虑风力机组的本身特性，造成得到的电能具有较大的差异性和波动性。我国具有丰富的风能资源，但是在对风能资源的利用上却比较受限。由于资源本身比较丰富且难以储存，造成对于风能的利用成本远高于发电环节的成本，因此在蓄电方面受限，对于电力的运用不充分。另外，由于电网的不可调度性及风能不可控性，无法对风力风电实现行之有效的调度，与此同时，部分地区缺乏先进的机组设备，造成对电力运用受限，加大了调度的难题。一般来说，偏远地区风能资源比较丰富，但是由于距离负荷中心较远及缺乏网架结构，造成风电不能得到有效的传输，因此，强化对网架结构设计，提高风电运输能力，有助于提高对风电资源的开发利用程度。就目前来看，由于技术受限，因此各地区风能利用率较低，且电网调度困难，影响电力系统的发展。

2风电新能源的基本特点概述

风力发电是一种利用相关设备将风力发电转变为电能的新能源，近年来已成为世界各国关注的清洁和可再生能源，我们正在积极建设这种能源。在全球范围内，计算表明，世界风能储量大约是水资源储量的10倍。我们的风能资源也非常丰富:我们有10亿多千瓦的风能可供开发和利用，目前我们有2亿多千瓦的风能。风能是清洁、清洁、可再生和具有代表性的能源，在我国沿海城市、牧场和高山等水资源稀缺地区发挥着重要作用，在这些地区，风能非常适合于风力发电。国家还高度重视风力发电的建设，全国各地都以财政补贴的形式给予了大力支持。在该国许多地区建造了许多大型风力发电场，在该国电力供应方面发挥着关键作用。

3风电新能源并网技术

3.1风电并网仿真

为保证整个电力系统正常的运行，需建立完备的仿真系统。当前风力机组型号较多、差异性大，因此建立具有通用型的仿真模型十分困难。与此同时，随着电力系统大规模的发展，造成现有仿真模型不能满足当前需要，给当前风电并网造成诸多困难和挑战。具体来看，包括以下几方面问题：第一，现有电磁暂态模型不能有效地运用到大规模电力系统的机组仿真中；第二，当前机电暂态模型并网的精度不能满足现有需求，并缺乏一定的试验模型和数据；第三，现有的风电开发商主要是采用黑匣子模型，其不易得到有效维护。为解决这些问题，需要对机组进行通用化的建模，实现对整个系统电力参数的实时检测和辨识，以实现对电力系统的准确模拟。

3.2试验检测技术

应通过试验充分了解风电并网性能，不断提高整体水平、稳定性和安全性。测试检测技术是实现电场网络互联检测，包括电能质量、低压穿透能力、有源调节能力、无功调节能力、电网适应能力等一系列基本控制部分。风电场互联试验是对风电场中的风电场互联性能进行检测和评价。

3.3风电功率预测

风电功率预测技术，可根据当前获取的风能情况数据，建立健全的风能功率数学模型，实现对风能有效的预测，对未来风能进行预知，最大化降低风能的不确定性和间歇性问题，确保风电消纳。一般将预测进行时间尺度的划分，可分为超短期、短期及中长期的电能预测。其中，超短期预测是完成低于四小时的电能数据预测；短期则是对三天内电能情况的预测，将天气预报的数据作为输入数据，实现对电力系统调度的优化设置。短期预测主要是借助于统计和物理两种方法，目前将两种方法结合使用是最为常见的预测技术。

3.4电力调度技术

电源规划优化是提高风电并网稳定性的有效途径。中国目前使用的风力发电调节方法是基于时间的进步。它是由技术人员结合中国风力发电的实际发展情况和多年运行经验开发的。调节方法是高度科学的。它可以实现风力发电系统运行过程中不确定范围的合理调节。此外，中国对风力发电优化调节系统进行了深入研究分析，不断降低风力发电系统不确定性的影响，能够有效保证风力发电系统的安全稳定。

4风力发电未来发展趋势

第一，现有的风能资源可以利用集中开发模式实现新能源发电系统的大规模发展。同时，为实现电力系统的多元化发展，国家能源局和电网公司发布诸多通知和意见，在促进电力系统集中式开发的同时，实现电力分散式发展。第二，当前陆地风电新能源技术发展较快，而作为近年来领域内关注的重点——海上风电新能源亦得以快速发展。依托于海上充足、稳定的风力资源，可以确保机组运行稳定，满足电力生产需求。第三，尽管当前风电单机成本在不断降低，但是整个系统的运行成本却逐年增加，造成风电新能源系统的运行成本也在逐渐增加。通过诸多技术的发展和进步，可以在一定程度上缓解由于运行成本提高造成的发展困境，并且为接纳新能源发电，可以利用更多的备用电源，提高电力系统的灵活性和扩充容量，实现整个电力系统的快速发展。

5并网技术和最大风能捕获技术的研究

在研究新能源时，应深入研究电网互联技术和最大风力发电技术，研究结果表明，风力发电场受到风力和风机控制系统的严重影响，而且经常出现这种情况因此，为了进一步提高风力发电系统的性能，实现系统的稳定性、可靠性，提高故障处理能力，有必要遵循风电场互联的发展方向。与此同时，对风能密度进行了比较，对如何获取更多风能的思考是未来风电并网技术的主要研究重点之一。目前，获得风力发电的最佳途径是调整叶片直径以及集团本身的功率和转速。风力发电系统的综合技术和风力发电捕获量的增加是未来新能源发展的重要任务之一。

结束语

面对能源短缺和严重环境污染的现状，风力发电建设的步伐正在逐步加快，电场容量在电网中所占的比例也在增加，影响电网的稳定运行。为了研究新的风电并网技术，有必要合理控制电网互联造成的不稳定因素，对大容量风电系统进行研究，创新电网互联技术，最大限度地利用风力发电技术。海洋风电场技术的发展可以解决风力发电发展中遇到的问题，促进风能产业的可持续发展。

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