风电场并网对电网电能质量的影响探析

陈晗 国电和风风电开发有限公司

在风力发电设备运行的过程中，风力会通过轮叶持续带动轮毂进行旋转运动，其持续由风能转化成为机械动能。然后通过风力发电机将其机械动能在转化成为电能。通过转换器接入电网，最终实现对于电网的电力输送。但是在风电场并网后会对电网电能质量带来一定的影响，需要针对其影响内容进行分析，并且找到最终的影响因素。

一、风电场并网对电网电能质量的影响

（一）对电网的冲击

从目前我国风电场并网对于电能电网质量的影响状态进行分析，我国多数并网型风电场机，即普遍具有发电规模较大这一运行特征，风电场在并网运行的过程中，其所接入的电网需要输出大量的电能，从而不断地加大了并网型电网电能的输出功率，其本身走向的是输出功率高，并且波动性较为明显的运行特征，也就是所谓的风电场。对风电场的影响系数、风电场在输出电能时，其自身所带来的输出功率浮动波度相对较大。为此，由于其浮动波度的变化，电网受到的影响同样会越来越明显，其中最为明显的就是频率系数。基于这一种情况，应考虑到电网本身会受到电能输出功率所带来的正面影响和负面影响，但是其所带来的幅度变化并不会完全改变电网自身在运行时的频率，也就是说风电场输出电能的功率幅度改变是电网发生变化的最基本诱因。虽然会引发一系列的连锁反应，但是其最终并不会对电网带来过大的影响，其一系列连锁反应包括了电压降低、部分低压传统型机组出现停机等问题，其最终带来的后果是电网自身的运行稳定性在不断下降，其频率也在下降，而导致风减小，其中包括了风速降低，风力减小等，电网自身在运行时的稳定性也会受到负面影响。

（二）影响电网频率与电压波动、闪变

在整个风力发电机组运行的过程中，其受到了多个不同方面因素的影响，比如常见的有风剪切、塔影效应等，这些都会导致电网的电压稳定性在逐步下降，在情节严重时还有可能会出现叶轮稳定性下降等问题，风力发电机组的输出功率其大幅度波动等，而输出功率的波动幅度也会随着川流强度不断提升，进而展现出相对较为明显的加大现象，由此能得到两个不同的结论分别是：第一，当前风电场并网之所以会对电能电压产生质量影响，是由于大多数的风电场都存在着一个问题，就是机短路容量小，并且会分布在电网尾端。第二，由于在风电场运行的整个过程中，其外界因素是人为无法控制的，变化程度无法在短时间内对其进行确定，甚至出现了电网电压的稳定性在逐步下降等一系列的波动，直接降低了电网电能在使用的质量。

（三）对谐波产生影响

在多数情况下，电网中的谐波是由铁磁饱和设备、电弧设备以及电子开关设备等不同的内容共同组合而成。如果仅仅以风电机组的角度进行分析，风电场并网对发电机自身所产生的谐波影响直接选择忽略不计，其原因是谐波电流的真正来源是风电机组中的电力电子元件。但是不仅要考虑到这种谐波电流，其所需要考虑到的内容较多，其中还包括了定速风电机组来说，对该机组而言，其整个的使用过程中，并不存在电力电子元件设备，那么则可以证明，在整个风电机组在运行的过程中，就不会产生谐波，在这一阶段想要直接提高电网运行中的稳定性，首先要考虑的内容就是要求，工作人员直接将并网装置安装在其中，最终的目的是方便在后期工作的过程中能产生谐波电流，确保电网使用的稳定性和安全性，符合我国对电力企业的相关要求。

二、风电并网技术完善的有效措施

（一）加强风电项目工程管理，完善风电并网性能

风电项目工程对风电并网性能会造成很大的影响，所以相关的工作人员必须严格遵守风电项目工程的具体要求，深入到施工现场对风电项目建设的情况进行监督和管理，一旦发现存在问题或漏洞要及时指出并上报，分析出现问题的原因并制定科学合理的解决方案，能够有效提高风电工程的整体质量。风电项目工程管理是风电场前期重要的准备工作，其质量会对风电并网性能产生很大的影响，因此风电场要加强对风电项目工程管理的质量管理，以此来提高风电并网的整体性能，确保风电并网的稳定性。

（二）降低功率损耗，缓解风电电网压力

风电电网的功率损耗可以分为有功损耗和无功损耗两种，对功率损耗进行研究可以解决风电电力线路之中存在的问题，通过降低功率损耗能够降低风电系统的用电负荷，从而提高风电设备的使用寿命。所以风电场要对有功功率采用公式进行计算，将导线的路径选择合理的方式，从而最大限度降低电阻的压力，使有功损耗尽可能降低；对于降低无功功率来说，要根据风电场的实际情况来选择适宜的变压器，对无功功率进行有针对性的补偿，当前我国风电场大都采用整合电网资源、并联电容器、同步调相机和静止无功补偿器等几种无功补偿方式，都能够有效缓解风电并网的压力，进而提高风电并网系统整体的稳定性和安全性。

（三）加强风电场隐患排查及治理工作

通常风电场并网安全运行阶段出现的安全事故涵盖工作人员的人身安全隐患和设备安全隐患两个方面，管理部门要基于安全隐患排查管理机制，结合实际情况对风电场的并网运行可能存在的安全隐患进行反复的排查，并对工作内容进行评价以及合理的整改。做好科学有效的排查工作之后，就能够在很大程度上提高风电机组并网的性能，保证设备运行质量。考虑到风电场工作周期的负责，定期组织相应的安全演练，针对演练过程中可能出现的问题做好调整，保证应急管理方案在发生不可避免的安全事故时能够起到应有的作用。

三、结语

综上所述，为了更好地推动我国风电新能源的发展，需要对其并网技术进行深入的研究，从多个角度、多个层面不断完善并网技术，提高风电系统的稳定性、可靠性、安全性，为我国发电行业做出更大的贡献，确保我国电能产业可持续发展。