风电新能源并网技术研究

风电新能源并网技术研究

马力岩

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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：风力发电；新能源；并网技术

引言

为了降低风力发电对周边环境造成的不良干扰，许多风力发电厂都会建立在人烟稀少的偏远地区，既能够降低风力发电对居民生活的干扰，也能够更好的保障风能获取量，使更多的风力能源转化为电能。但是在这样的过程中，就会导致风力发电管理难度增加，稳定性上会受到许多自然因素的干扰。所以，为了保障风力发电的稳定性，提高风力发电效益，就必须对风电并网技术的应用进行不断完善，以此来保障风力发电质量，为我国能源结构优化做出贡献。

1风力发电并网技术

1.1同步发电机组并网技术

联网的同步发电机技术的实际运行状态是频率相对稳定，产生的功率质量高，在保证终端电气设备正常运行的同时，允许在无功功率形成时输出有效功率，广泛应用于电力系统。但是，由于不能有效控制风速的缺点，行车转子的扭矩不能保持稳定的运行，对电网影响很大，缩短了设备的寿命。在实际应用与电网相连的同步发电机技术的同时，经常出现电网运行所需的精度与转子的扭矩不一致，导致电能质量下降，难以确定最终电压是否与网络电压相匹配的问题。此外，如果电网工作人员在连接电网的过程中不能有效控制技术，则很容易出现非阶跃或无功功率波动等问题，影响电能质量。为了扩大联网的同步发电机技术的应用范围，必须在电机和电网之间配置和实施变频装置，并加快联网的同步发电机技术的应用速度。

1.2异步风力发电机组并网技术

技术主要由异步风力发电机和风力发电机组成。通过将这两个组件有机地集成在一起，异步风力发电机不必具有很高的精度，只是发电机转速和同步转速之间的差异很小。在这种情况下，异步风力发电机中涉及的控制装置并不复杂，这样，电机并网后的运行质量就大大提高了。然而，异步风力发电机并网时，经常会出现一些问题，例如脉冲电流过大，会降低电力系统的电压值，造成潜在的安全威胁。电力系统产生无功补偿和磁路饱和，这在一定程度上增加了无功励磁电流，降低了低功率系统的功率值。鉴于上述问题，有关部门要做好电力系统监督工作，加强对各种问题的预防，以保证异步风力发电机并网运行的有效性。

2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。对此，首先应考虑风电对于电能质量的影响，通常采用异步发电机规避风电单机的影响，直连配电网。丰富的风电资源距离核心用电区较远，电能的远距离传输会造成谐波污染，使得电压闪变风险系数变大；其次，实现对电网的调度和规划，可以最大化利用现有的风能资源，但是由于风能调峰量具有一定的局限性，制约了对风电的使用率，一旦电网无法实现对功率的有效控制，很容易造成风力注入受阻问题。因此，需要对风电系统进行有效规划，采用适当的电网容量，从而实现电网系统快速发展，同时带动区域经济的发展。

3风力发电并网环境下的电能质量控制对策

3.1设置控制器

风力发电所使用的风能是可再生的绿色资源，所以随着我国不断推进可持续发展理念，使得我国风力发电已经成为国家目前最为重要的扶持项目之一；风力发电厂在建设规模上得到了进一步的拓展，电力事业也凭借风力发电厂的建设迎来了全新的发展格局，而对于风力发电进行质量控制则需要根据风能的特殊性，坚持一切从实际出发的角度，采取有效的质量保障措施，既要保障风力发电的稳定性，也要不断提高风力发电的高效率性。在对风力发电进行质量控制时，必须要使用到相应的控制器，主要针对电能质量进行控制与管理，同时也需要对电压进行适当的补偿，电流要根据实际情况制定出补偿预案。结合这些需求，在进行风力发电场施工建设时，需要设计出综合型的补偿机制以及综合类型的运行管理设备。行业内最为典型的补偿性装置便是统一电能质量方面的设备，这一类装置能够对不同的串联或并联效果进行融合配置，因此便可以实现良好的补偿目的，满足用户不同的供电需求。另一方面，具有统一电能功能的控制器往往技术更为先进，能力更为突出，所以在使用的过程中，我们可以采取谐波补偿的方式，能够进一步提高风力发电的质量。

3.2增强电能消纳水平

目前，中国没有实现智能整合国家能源系统的目标。如果部分地区的电力生产过高，则存在电气停滞现象，影响与风电电网的连接发展。究其原因，部分地区传统热能发电的电能可以满足本地区人民的用电需求，风电场已成为必不可少的基础设施。如果长期不能有效地使用风电场，风能生产的设备将闲置，导致社会资源的浪费。提高风力发电设备的利用率，降低社会资源的损耗水平，提高地区建设过程中用电水平，根据地区实际情况调整电价，使当地居民能够充分使用风能产生的电力，减少传统热能产生的电力传输。发电站对环境保护有积极的影响。此外，要科学合理地制定各领域用电消费最大化的接发机制，调整用电情况，促进风能连接的发展。风能的调峰规定表明电力输出不稳定。为了保证调峰的正常运行，必须建立动态监测调峰能耗的智能系统，以保证风力发电和网络运行之间的互补性，提高风电电网的供电质量。

结束语

科学技术的发展，促使电力行业快速进步。风电新能源给社会发展带来极大的帮助，但是大规模的风电并网也给电力系统带来巨大的挑战和问题。随着风电并网技术的不断发展，提升电力系统的稳定性和安全性是当前研究的重心，在此基础上，应加大研发力度，在电力系统优化调度及并网预测和仿真技术上进行研究和突破，为保证电力系统的安全运行奠定坚实的基础，同时也能够有效解决风电并网的发展所带来的诸多问题，对促进电力行业的快速发展具有关键性的作用。

参考文献

[1]王雪.风力发电并网技术及电能质量控制措施[J].建材与装饰,2019(27):247-248.

[2]赵剑波.风力发电并网技术及电能质量控制措施[J].电子技术与软件工程,2019(16):234-235.

[3]刘卫阳.风力发电并网技术及电能控制分析[J].南方农机,2019,50(06):139+168.