分析大型风电场运行的特点及并网运行的问题

赵海亮 姜大鹏

（中广核新能源安徽有限公司）

0 引言

大型风电场是电力系统中的重要组成部分，通过大型风电场的合理利用，能够有效减少传统能源的消耗，使得电力系统在实际服务过程中，可以达到节能减排的相应需求，同时还能符合低碳环保的相应需求，实现可再生资源的合理利用，从而推动电力系统的健康发展。而在大型风电场并网的过程中，会由于一些原因，造成相应问题的发生，会严重影响大型风电场的功能，所以需要对这些问题进行研究，并保证大型风电场并网的可靠性。基于此，本文对大型风电场运行的特点及并网运行的问题进行研究，确保实际大型风电场运行和并网过程中，保持较好的运行状态，促使大型风电场能够为并网提供较好的功能和作用。

1 大型风电场的相关研究

结合实际情况，对大型风电场进行研究，确保大型风电场在实际工作中，保持较好的运行状态，从而满足风电场运行的相应需求，推动电力系统的功能和作用，全面提升电力系统的服务能力。另外，风电在实际的利用阶段，是对风能进行利用，结合实际情况，风能是一种可再生能源，不需要消耗能源，并且能够满足低碳环保的相应需求。同时，风电还能为电力系统的正常运行奠定基础，进而推动电力系统的健康发展。实际电力系统服务过程中，需要合理对大型风电场的并网进行控制，确保其在并网过程中，能够保持较好的运行状态，降低大型风电场的相应问题，使得大型风电场能够满足电力系统的基本需求，进而为电力用户用电需求提供帮助。

大型风电场在建设过程中，可以分为海上风电、平原风电、山地风电几种类型，主要是选择风力发电效果较好的区域进行发电，促使电力系统在实际服务中，保持较好的工作状态，降低隐患的发生概率。同时，大型风电场还会配置储能装置，从而实现削峰填谷，进而保证电力系统在实际服务中，能够保持较好的运行状态，进而保证电力系统的功能和可靠。

相较小型风电场，大型风电场的规模更大，所能产生的电能也相对较多，所以，在实际服务中，可以并入电网，实现合理的电力服务，满足电力用户的相应需求，全面提升电力系统的功能和作用，满足电力用户多变的用电需求。

2 大型风电场的运行特点研究

结合大型风电场的基本情况，对大型风电场的运行特点进行研究，确保实际工作中，大型风电场能够保持较好的运行状态，从而使得风电场所产生的电能，能够得到合理运用，对大型风电场的运行特点进行研究，详细内容分析如下。

2.1 风能的能量密度相对较小

结合风电场的基本情况发现为了得到相同发电容量，风电场的风力发电机的风轮尺寸会相对比水轮机大很多，这是因为风力发电过程中，对风能进行利用，但是风能具有较大的不可控性，为了满足风能密度相对较小的情况，需要合理对风能量密度较小的问题进行控制，保证电力系统的稳定运行。

2.2 风能的稳定性相对较差

风能在工作中，受到很多的因素影响，使得风能本身的稳定性相对较差，同时，风能属于过程性能源，这样一来，风能就会有随机性、间歇性和不稳定性。另外，风速和风向是具有变化的特点，在实际的风电场当中，具体的运行状况都会受到这些因素的影响，为了满足实际需求，需要克服对风能的稳定性差等问题。

2.3 风能不能实现存储

与水不一样，风能是不能被续存的。单独运行的风力发电机组在实际运行中需要保持较好的运行状态，确保本身不会出现断电的情况，从而使得风电能够满足人们实际使用的相应需求。

2.4 风轮的效率相对较低

大型风电机组在运行过程中，存在风轮效率相对较低的问题，一般情况下，风轮的理论最大效率为59.3%，实际会比理论相对低一些，另外水平轴风轮机最大效率一般会处于20%～50%之间，垂直风轮机的最大效率在30%～40%之间。为了满足大型风电场正常运行需求，需要保证风轮处于时刻运动的状况，进而保证电力系统的稳定运行，降低隐患的发生概率。

2.5 风电场的位置相对偏远

结合风电场的基本情况，我国风电场的分布相对不均匀，虽然我国的风电资源的丰富度相对较高，但是在实际的利用阶段，多数风电场都集中在西北、华北和东北等地区。为了实现对风电场的合理建设，一般都选择在相对偏远地区。这样一来，虽然风电场能够为电力系统提供服务，但是也存在相应线损的问题，会给电力系统带来影响。

结合上述大型风电场运行的特点，可以发现大型风电场确实存在风能不稳定的情况，所以，风能所产生的电能，如果直接并入电网中，就会给电网的正常运行带来影响。为了实现对风电资源的合理利用，需要对风电并入电网的相应内容进行控制，确保在并入过程中，不会给电网的稳定性带来影响，能够保证电力系统的服务能力，更好地为人们提供电力服务。

3 大型风电场并网运行的相应问题研究

结合大型风电场的基本情况，对风电并网运行引起的相应问题进行研究，确保实际工作中，风电资源可以得到合理的利用，不仅能够满足实际应用的相应需求，还能为人们的合理用电奠定基础，满足用电的各种需求。

3.1 对电网调节控制的影响

在风电直接并入电网后，会给电网的正常运行带来影响。在风电并入电网之前，需要选择合理的并网方式，确保电力系统能够实现稳定运行，降低相应问题的发生概率。其中传统并网方式，单个风电场容量都相对较小，作为一种分布式电源，分散到配电网络中，能够实现就地消纳。另外一种，一些大型风电场需要实现输电通道的集中外送，例如我国内蒙古、张家口和酒泉、江苏等地，就具备千万瓦级别的风电基地，不仅实现大型风电场的稳定运行，还能实现电能的合理运用，并且满足电力系统稳定运行的相应需求。而在实际电网调节中，风电并网后，容易引起电网调节控制的相应问题。结合电网传统的基本情况，发现是基于电源可靠性和负荷的可预测性，当系统风电容量达到一定规模后，风电的随机性和不可预测性会给调度带来一定的影响，甚至还造成一定的问题。需要结合实际情况，实现对相应问题的合理控制，降低相应问题的发生概率，全面提升电力系统的服务能力，使电力系统能够更好地为人们提供电力服务。

结合实际情况，发现午夜时段的输出功率相对较高，但是这一时段，属于低谷时段。而午后时段的输出功率相对较低，而这一时段，属于高峰时段。另外，最高和最低输出功率差相对较大，一般可以达到50%以上。另外，风电场在服务区，一般不具备调节的能力，功率会呈现波动的状态，会使得电网负荷曲线发生相应变化，进而给电网的峰谷差带来影响，给调峰调频带来一定干扰。同时，也会给电网调节带来一定的难度。风电并入后，还会给电网带来一定的影响，主要体现在，电网状况相对不乐观。同时，因为反调节性质，使得非高峰时段特别是低谷时段的电网调节能力相对较高，所以电网原有调峰能力的余额，即调峰能力扣除负荷峰谷差后的裕量，成了影响电网允许接入的最大“综合风电场容量”。

3.2 并网后对电压的影响

大型风电场结合风电场的基本情况，发现风能确实存在不稳定的特性，为了满足风电场的运行需求，需要对风电场并网后，电压受到的影响进行研究，因为风电本身具有一定的波动性，所以容易产生波动和闪变的问题，这样会导致电能的质量受到影响。同时，风电场当中还有大量的电子器件，容易给电力系统带来谐波的问题，引起电力系统服务能力受到干扰。目前，由于风电场的规模相对较小，且并网的幅度不是十分的大，所以不会造成严重的影响，但是，随着风电场规模的不断扩大，大型风电场终将并网，这样就会给电压带来一定的影响。为了满足电力系统的运行需求，需要对电力系统电压波动展开有效地控制，保证电力系统的稳定运行，确保电力系统的服务能力。

3.3 对电网稳定性的影响

当大型风电场并网后，容易给电网的稳定性带来一定的影响，为了满足实际工作的相应需求，需要注意风电并网给电网稳定性的影响，当风电注入的功率相对较大时，就容易导致电压出现崩溃的问题，甚至电网出现整个崩溃的问题，所以，为了保证电网的稳定性，需要注意对风电并网的合理控制。

3.4 给电能质量带来影响

结合风电的基本情况，发现风电本身就具有一定的波动性，包括闪变、谐波等这些问题的存在，会给电网的正常运行质量带来干扰。另外，软并网方式是一种常用的并网方式，但是在使用期间，容易出现启动时的较大冲击电流，会直接影响电网电能的质量。

4 结束语

本文结合大型风电场的基本情况，对大型风电场运行特点进行研究，之后，再结合大型风电场的运行特点，对大型风电场并网所引起的相应问题进行研究，注意对这些问题控制，使得大型风电场在并网后，能够减少给电力系统带来的影响，保证电力系统的稳定运行。