风电新能源及其并网技术的发展现状

汪天呈 甘瑜前 王克

摘要：为进一步响应国家可持续发展的号召，提倡低碳生活，大力发展风电资源是我国可持续发展道路上的重点之一，众所周知，煤炭资源属于不可再生资源，生成周期非常长，甚至需要上千年的生成周期。因此，风电新能源的开发与利用成为我国资源可持续发展的重要选择之一。风能是一种洁净能源，可以说是取之不竭、用之不尽，我国沿海地区、草原地区、山区以及高原地区等严重缺乏煤炭资源和水资源，但是这些地区的风能资源丰富，依据不同地区的优势资源来带动当地的发展，已经成为是我国可持续发展战略的重要组成部分之一。

关键词：风电新能源;并网技术;发展探究

中图分类号：F726

文献标识码：A

引言

当今人类生存和发展急需解决的是能源和环境问题。进入21世纪以来，世界各国为了保证各自的能源安全并应对气候变化，纷纷调整能源战略，加大可再生能源的开发和建设力度，尤其是风能的开发和利用。风力发电作为一种可再生的绿色能源，以其无污染、储量丰富、成本低廉、使用前景广阔的优势倍受世界各国的重视。我国由于海域面积辽阔，风能储量很大且分布较广，开发潜力很大。近年来，在能源和环境危机日趋紧迫的情况下，我国政府实施了一系列新的能源战略，对能源结构进行了调整，风电产业及技术水平得到了飞速发展，但在风电并网技术方面还存在一些问题，总结并分析如何解决这些问题，对深入推进风电产业的健康、可持续发展意义非凡。

1风电新能源存在的问题

1.1风能不稳定、不可控

风能的能量密度低，具有不确定性和随机性，因此对风能的利用在调节和控制方面不易掌控，对风能的开发利用有一定的阻碍。

1.2风力发电厂的位置偏远

我国的风力资源较为丰富的地区都比较偏远，对于资源短缺地区的距离较远，风电的外送被电网的输电能力所限制，中国风能资源的大规模开发，需要加强电网的建设。

1.3风能的能量密度不大

在同等容量的条件下，水轮发电机要比风力发电机的风轮尺寸小好几十倍。

1.4风能的蓄电能力差

由于发电的成本比储存的成本低，因此电网的蓄电能力就相对较低，通常用输出电量来对收集的电量进行调节。

1.5风轮机的效率不高

一般情况下，风轮机能创造的最大效率通常在60%上下，但实际可利用率更低。从数据上看，水平轴风轮机的最大效率在20%-25%，垂直轴风轮机的最大效率略高于水平轴风轮机，最大效率在30%-40%。

1.6电网调度不易

风能存在不可控的特点，风力发电的调度不能根据它能承受的极限来决定，使电网的调度存在很大的压力。而绝大部分风电机组是没有人对其进行监控的。

2对风电并网性能进行完善的措施

2.1电力项目工程管理进一步完善

风力发电工程的建设要求很高，需要工作人员严格依照工程建设的要求进行施工建设，深入调查并分析发电工程项目建设的进程以及当地的实际情况，在建设施工过程中，对新产生的问题进行分析，找出问题发生的根源，讨论合理的解决方案，保证风电能源工程在建设过程中安全、有效施工，保证工程建造的质量，保证投入生产使用后能够为社会带来更多经济效益。

2.2降低功率耗损以及电网压力

电网功率通常划分为两种：有功率消耗;无功率消耗。随着风电发电网在功率损耗方面的研究不断深入，通过功率计算的方式，能够及时有效发现电力线路中隐藏的故障以及潜在的安全隐患，在进一步降低风电网功率损耗的同时，还能够降低用电负荷，保证电力设备的使用寿命。所以，要想更好地对风电网的有效功率进行计算，需要选择合理的导线路径，在传输量最大的基础上降低电阻的压力值，最大范围内降低以及减少有效功率的损耗，保证有效功率传输的高效性。对产生的无效功率，要依据风力发电场的实际情况，有选择地选用专业变压器来负责电场的供电以及发电，针对性地进行无功补偿。在我国当前风电新能源的发展现状及其并网技术的发展现状来讲，整合风力电网资源，开展无功补偿，采用并联电容器、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。充分结合电网的基本特点以及电网建设的基本需求，针对性选择可以最大限度降到风力电网运行负荷的建设方案，有效降低功率损耗，创造更多的经济价值与社会效益。

2.3对并网技术和最大风能捕获技术的研究

风电场受风力和风机控制系统影响很大，其出力往往不太均衡，会严重影响电网安全，因此，为了提高风电系统的可靠性和系统应对故障能力，以实现风电场联网对电网的友好支持，需要对并网技术进行深入研究。此外，风能的密度较小，如何捕获最大的风能也是未来研究的方向。目前，对风能进行最优捕获的方法就是通过调节桨距和发电机组功率转速。从电网运行的经济性、可靠性和可行性等方面考虑，对风电系统的并网技术和最大风能捕获技术的创新研发是当前及未来发展风电的首要任务。

2.4对海上风电场技术研究

我国海域面积辽阔，海上风力资源丰富，风向稳定，易安装单机装机容量较大的风力发电机，海上风电场发电未来有很大的发展空间。但是，由于海上风力的不稳定性以及沿海与负荷中心的距离较远问题，对风电系统的可靠性设计、海上风电场电能输送技术以及风电场系统保护和维保技术、风电场的协调控制技术都提出了更高的要求。因此，对海上风电场技术的研究是风电并网亟待解决的重要问题。

2.5优化布局结构，合理规划建设

为了能够有效推动风力发电网建设和发展，结合实际情况，电网建设中推行“闭环结构开环运行”的方式，通过此种方式的运用可以有效保证电网的运行稳定。究其根本，是由于在网络的建设中，网络主要是表现为环形的状态，如果发生线路故障问题，则转变为辐射形态。所以，如果线路出现故障问题，要求相关人员可以合理运用开关，采用别的线路传输电能，确保电力系统正常运行，为用户提供供电服务，这样不仅能够降低线路故障对用户带来的不良影响，还可以避免电能损耗，确保电力设备可以安全稳定运行。故此，为风力发电网的建设提供正确的发展方向，创造更大经济效益。

2.6延长设备使用寿命，提升电压质量

纵观当前我国我国风力发电站建设现状来看，由于自身特性，地理位置较为偏僻，输电线路较长，提供供电服务时不可避免的出现电能损耗，带来严重的资源浪费现象。同时，电能损耗可能导致电压偏低，电力系统无法正常负载运行。多数情况下，电灯如果并未到使用寿命而亮度逐渐降低，就是由于低电压问题导致，感应电机的温度随之上升。为了能够有效解决这一问题，可以在变压器上分别设置开关，避免电压过低和电能损耗。同时，充分发挥主导作用，提供充足资金支持，完善电网基础设施建设，推动电力行业健康持续发展。

2.7探索实施多能互补

由于风电的间歇、与不稳定性特点，为了确保其并网运行后对电网安全稳定供电，应建立配套电力调度及市场交易机制，在条件成熟的区域可以实施风、光、水、火、储等多种能源互补运行，提升大电網消纳风电、光伏发电的能力和综合效益。探索大型风光水火储多能互补系统一体化运行方式，有效提高项目整体电力输出功率的稳定性。

结束语

本文通过对风电新能源以及并网技术的分析与探讨，对我国风电能源的研发有了更深一步的了解，风电能源的开发以及并网技术的研发是充分利用风电能源的关键所在，可以有效推进我国社会经济的可持续发展。

参考文献

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作者简介：汪天呈（1990.06.29—），男;黄山市;汉族;硕士研究生：研究方向：新能源并网研究;