风电新能源的发展现状及其并网技术的发展前景

风电新能源的发展现状及其并网技术的发展前景

陈美君

国家电投内蒙古能源公司电力分公司  内蒙古通辽市霍林郭勒市  029200

摘要：我国拥有广袤的土地和漫长的海岸线，在风电资源方面具有世界领先的优势。风能是太阳能资源的一种间接利用方式，它的开发不但占用耕地少，污染小，而且它的储量很大，是实现可持续发展战略的重要内容。近几年，随着人民生活水平的提高，风能的开发也在加速。由于风能驱动方式的不同和并网对其稳定性的影响，使得并网对其性能的要求更高。

关键词：风电新能源；发展现状；并网技术；发展前景

1我国风力发电技术现状

中国的风力发电事业起步相对较晚，20世纪80年代中期风能发电事业才步入了商业性运行时期，把中国的发展现状与其他国国家加以对比，可以研究所存在的问题。因为我国一直对于能源方面相当关注，出台了不少的利好措施。采用这样的措施也能够起到扶持和促进风能发电行业发展的作用，从实际效果就可以看出确实风电新能源的发展取得了迅猛发展。风电新能源的发展状况分析通常会集中在已有的研究成果上面，通常会忽视技术发展趋势的研判。这都会为当前风电清洁能源的发展造成不必要的困难。比如从2005—2008年开始，中国风电清洁能源就获得了突出的发展成绩，在这短暂的四年时期内，为中国当前的能耗和环境问题缓解提供了非常好的条件。但是由此必须正视的是当前的风能工艺仍有很多的缺陷，例如并网的风机以进口居多，这也意味着风能在整个供电系统中的占比相对较少，许多零部件依靠进口，不能建立完善的风能并网标准，无法保障风能并网的平稳进行。未来中国风电科技的任重而道远，需要在高层科技领域谋求突破。通过研发风能并网等新技术，合理调控因风能并网而产生的各种不安定因素，是当前和未来必须面对的重点问题。中国已成为世界上最大的风力发电装机市场，2018年中国新增装机容量达到21143MW，截至2018年底，总容量达209533MW。

2风电新能源并网技术的发展措施

2.1风电工程建设布局的优化

要提升风电新能源的利用率，推动风电新能源项目的进一步发展，造福社会，除了加强技术研究之外，更是要从源头做起。在风电工程建设初期，科学地进行规划与布局，从而最大化的实现电网运行的稳定性，减少不确定性因素对于风电生产，输送而产生的影响。众所周知，电网网络的建设是以环形状态来建设，在这种情况下，一旦某条线路发生故障时，便会形成一种辐射状态，当长线路出现故障时，则需要相关的工作进行来对进开与关的动作处理。从而将电能通过其他线路进行传输，这样就不至于由于某条线路的故障，而影响整体电网的运行。所以说，闭环结构开环运行的建设模式能够有效地保障电网运行的稳定性，不仅能够很好地保障用户的生产生活用电所需，同时也降低了风电电能在传输过程中的不必要的损耗，有效地提升风电的利用率，能够体现良好的经济效益。

2.2充分研发大容量风电系统

目前，关于风电清洁能源开发情况的整理与研究对了解风电清洁能源的技术发展趋势具有非常关键的作用。通过具体的案例数据研究得知，中国的风电产业在能源技术方面实际上对天然资源的依赖度仍然相当大，同时中国历来也是把海洋风电开发视为严重的问题，这也表明中国缺少对大容量风能技术的开发。这也是目前中国和不少国家相比在一些新能源的使用领域差异非常大，而且差异越拉越大的缘故。当然国家政府部门，特别是部分地区政府部门及其组织近年来根据自身的环境及其所在区域对风能发电机新能源技术的应用开展了一系列的探索，加之随着我国对风能资源的大量开发利用，风能机组单机装机容量日益增加。掌握了这样的基本要求以后，许多具体的项目实施起来就顺畅许多。当然这也给技术研发提供了越来越大的需求，特别是在关键组件和主要子系统的开发领域产生的困难。首先遇到的困难就是技术的困难越来越大，其原因如果要把焦点放到开发大规模、高性能和安全平稳的风能发动机上来，那么不但必须拥有成熟的开发体系，必须建立科学的工艺系统，且具有技术素养强的技术队伍，虽然风能大容量地开发已是当务之急，但怎样打破这一障碍，开发新型的控制系统、技术方法却是目前全球风能开发行业遇到的技术难题。

2.3提高地区电网的消纳能力

第一，制定发电计划。风电场可以考虑制订一套发电方案，合理配置普通机组的输出功率，以增强电网对风力的接续能力。第二，调整负荷特性。通过调节负载峰谷差，调节负载特征模式，提高系统的调峰冗余程度。通过对电力市场中各时段的电价调整，可以有效地控制电力市场中的电力消耗，有效地控制电力市场中的电力消耗，从而缓解电力市场的紧张状况。第三，改善电源结构。当电力市场中存在大量的装机容量，超过了区域电力市场的可接受能力时，将会出现对电力市场的影响。通过建立调峰点源，调整风电场输出功率，增强区域电网对风力发电的吸收能力。在特高压输电线路上，实现了大规模的电力调峰，减少了风电场对电力系统的冲击。

2.4应用技术手段降低电网压力

从风电的生产，到传输，到使用过程中，必然会产生一定的消耗，这种消耗类型以有功率消耗和无功率消耗的形式体现。风电并网过程中也会产生这样的问题，当损耗率不断增加时，就会影响风电生产的经济效益。这就需要采取有效的技术手段与方法来对风电线路中一些隐藏的问题来进行识别与排除，不仅可以降低用电负荷，同时能够延长电力设备的使用寿命。主要从几个方面着手，（1）科学选择路径，尽可能降低电阻的压力值，从而减少有功率损耗，提高传输效率。（2）结合风电场电力转换的实际情况，选择更加匹配的变压器来负责电场的供电与发电，针对性地进行无功补偿，更好地融合风力电网资源，包括利用并联电容器，同步调相机以及静止无功电力补偿器三种电力损耗无功补偿的方式。最大限度降到风力电网运行负荷，有效降低功率损耗，创造更多的经济价值。

2.5建设储能系统

(1）压缩空气。它的特点是：一般的50MW～300MW，功率和容量都比较大，但是对安装位置的要求比较高，多用于系统的备用电源和调峰电站。（2）通过泵送来蓄积能量。它的典型输出功率在50MW～2000MW之间，功率和容量都比较大，造价也比较便宜，但是它对场地的要求比较高，建设周期比较长，在系统备用电源、频率控制、日负荷调节等方面有很大的用途。（3）在飞轮上进行能量存储。该装置具有20MW的特点，具有很大的输出功率，但其储能密度不高，在电力系统中的应用主要是用于对新能源的接入电网进行调控，提高电网的供电质量。

(1）超级电容器。该系统具有高效率、长寿命和快速响应等优点，但其储能密度较小，目前多用于解决电力系统中的频率变化问题。（2）超导电性能量存储。该系统的输出功率一般在0.1MW～1MW之间，其转换效率高，响应速度快，功率密度高，但价格昂贵，在电网稳定、电能质量控制、UPS等领域有着广泛的应用前景。

结论

基于风电新能源项目生产，并网技术的特殊性与复杂性，要从不同风电项目的实际出发，结合具体问题来对采取有效的手段，来实现并网技术应用的有效性，成确保上风电项目效益与价值的实现。

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