论风电并网对电网的影响及应对措施

陈志刚 安振宇 谷聪颖

摘要：近些年来，由于风力发电十分环保，因此风力发电受到了全世界各国的重视。由于我国经济的快速发展，对电力的需求与应用也越来越大，致使电能的超负荷使用，电力能源的短缺，提升了电力行业对可再生能源的重视。风能作为一种可再生的清洁能源，是指把风的动能转化为电能，因此越来越多的国家开始着手开发应用风力发电。

关键词：风电并网;电网影响;应对策略

风力发电是利用风来带动风车叶片的转动，通过旋转的速度提升产生的机械动能转化为电能，从而来促进发电机的发电。由于风能是一种无公害能源，风力发电不需要燃料，不会造成空气的污染。因此受到许多国家的广泛应用。将发电机并入电网运行称为风电并网，但由于风力存在着不可控性，大规模的运用风电并网也对电力系统产生着越来越大的影响。因此本文主要对风电并网对电网产生的影响以及所要采取的措施进行分析讨论。

1什么是风电并网

由于风速具有随机性，不稳定性，为了保证电网的正常供电，要对风进行充分的利用，则需要风力发电机及相应的储能装置，来保障电网供电正常运行。除此之外，风速的大小也影响着风力发电的状态及对电能输送的功率大小，采用风电并网的形式则会有效地提高电网运行的稳定。

风电并网是指将几十台甚至上千台的风力机同时并网运行，对风能源进行充分的开发利用，统一的对产生的强大电力进行配送。由于风电并网存在着许多优点，不仅在能源利用以及环境保护方面，而且在工程建造，工作管理方面也十分的方便。所以在全世界范围内得到了快速的发展。

2风力发电机的类型

风力发电机是将风能转化为机械功，从而使电力输出的设备。但由于风电并网的不同，发电机的类型也存在着差异。

2.1异步型发电机

异步型发电机，由于它的结构简单，操作方便。是我国现今采用的主力发电机。它可以由定子直接向电网输送交流电，再由变频器控制转子，向电网间接输送功率。从而满足用电需求。

2.2同步型发电机

我国还有采用同步型发电机。相较于异步风力发电机来说，它可以在额定的风速下进行运转。由于风速的不同也可以实现不同的功率作用于电网。使得风力发电在较大的范围内可以进行运作。

2.3水平型与垂直型发电机

除此之外还有水平轴与垂直轴风力发电机。垂直轴风一发电机作为西方国家的一种新型发电机，由于低成本高效率的运作方式，也受到了越来越多国家的重视与发明。

3风电并网中一些常见的问题

风电并网这一应用在给人们带来极大方便的同时，由于对其能源的大规模开发利用，在风电并网方面也存在着一些问题，如果不能对其所产生的问题进行及时的解决，则会造成十分严重的后果。

3.1风电并网对电力输送的影响

由于风速具有随机性，因此风力发电输出的交流电具有很大的波动与随机性。因此则会对电能产生相应的质量问题，影响风力对电厂交流电输出的稳定性，大大提高风力发电的运行成本。

再有由于风电并网的运行，在一定程度上也增加了对电力系统的操控难度，由于并网后电网保护的配置不够高，则会在一定程度上影响电压的质量，影响电压公司对电力的正常输送。

当风速过大时，风里发电机到运行则会增加风力有用功做功的功率，由于风场输入功率增大则导致有用功加大从而增加电压输送，是发电机无功功率导致的电压降值较小，引起电压波动的变化，对电网产生一定的冲击，造成电网的故障，或引起电压输送的崩溃。

3.2风电并网对电网的影响

风速的变化影响着电能输送的频率，在风力发电组中，大多都采用风电并网的方式，因此在输送电流的过程中，风速的变化会给电能质量带来不同的影响。风速的变动将会引起电压波的波动，风速越大电压波动及闪变也会比越来越大，一旦当风速超过切出风速时，会导致风力发电机发生故障，自动退出运行操作。当整个风电场所有风机同时停止运作时，则会引发电网电压的骤降，会给配电网带去很大的冲击，造成电网闪变的问题，从而影响电网的质量。

由于风电场中对交流电有无功率的输送产生着不同的影响，在电压的稳定性得不到保障时，电网中电压与功率超出安全范围后，则会造成严重的电力事故，从而影响系统的稳定性，更甚者则会影响到整个电力的输送。

3.3功率不同对风电并网的影响

风电并网中风电机组的功率不仅与电压电流值有关，而且功率因数也影响着发电机的做功。当功率不变，功率因数增加的情况下，若电流输送增加，电压与电流的乘积减小，而导致电压减小。所以在风电并网的操作下，输出功率不变，改变功率因数的大小则会对电压产生一定的影响。

4风电并网产生问题的优化措施

针对风速具有随机性，不稳定的问题，我们要对风速进行准确的预测，在对风电场容量进行变化时也要对负荷进行及时的跟踪变化。在降低风力发电机对电网产生冲击情况下，提高电压传送过程中的质量，改善不同风速对电压造成的影响，有效地对电网进行输送，保护电网的正常运行。

在发电厂进行建造前，要选择合理风力发电机组，加强发电机通过无功补偿装置保障电压的稳定。在面对电压不稳定的情况下，要采用多台发电机并网进行运行，减小风力发电机在风速超出切出风速时自动退出并网保护的状态，减小因发电机脱网对电压产生的骤降，进一步减小因电压的不稳定而对电网造成的严重威胁。

在对于风力发电机运行过程中出现的线路变化的问题，则要加大对风电场投资的成本，装载无功补偿装置，在发电机进行无功功率操作引发系统故障时，为电网的输送提供了一定的支持，保障了电网的正常输送。通过一定的形式对电压进行有效的调节，增加电压的备用量，避免因发电机故障而导致电网崩溃的情况。

5结束语

由于我國对可再生能源的高度重视，风能作为一种绿色的可再生能源，在环保方面存在许多优势。随着风电规模的快速发展，对风力发电大规模的开发利用。为了进一步保障电力系统的稳定与安全性。风电并网的形式可以有效的保证电力系统的正常运行，提高电能的输送质量。本文则主要对风电并网使用中进行探讨并分析，相信风电并网在之后的风力发电中会扮演着越来越重要的角色。

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