論風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響及應(yīng)對措施

陳志剛 安振宇 谷聰穎

摘要：近些年來，由于風(fēng)力發(fā)電十分環(huán)保，因此風(fēng)力發(fā)電受到了全世界各國的重視。由于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對電力的需求與應(yīng)用也越來越大，致使電能的超負荷使用，電力能源的短缺，提升了電力行業(yè)對可再生能源的重視。風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源，是指把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為電能，因此越來越多的國家開始著手開發(fā)應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電并網(wǎng);電網(wǎng)影響;應(yīng)對策略

風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)來帶動風(fēng)車葉片的轉(zhuǎn)動，通過旋轉(zhuǎn)的速度提升產(chǎn)生的機械動能轉(zhuǎn)化為電能，從而來促進發(fā)電機的發(fā)電。由于風(fēng)能是一種無公害能源，風(fēng)力發(fā)電不需要燃料，不會造成空氣的污染。因此受到許多國家的廣泛應(yīng)用。將發(fā)電機并入電網(wǎng)運行稱為風(fēng)電并網(wǎng)，但由于風(fēng)力存在著不可控性，大規(guī)模的運用風(fēng)電并網(wǎng)也對電力系統(tǒng)產(chǎn)生著越來越大的影響。因此本文主要對風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)產(chǎn)生的影響以及所要采取的措施進行分析討論。

1什么是風(fēng)電并網(wǎng)

由于風(fēng)速具有隨機性，不穩(wěn)定性，為了保證電網(wǎng)的正常供電，要對風(fēng)進行充分的利用，則需要風(fēng)力發(fā)電機及相應(yīng)的儲能裝置，來保障電網(wǎng)供電正常運行。除此之外，風(fēng)速的大小也影響著風(fēng)力發(fā)電的狀態(tài)及對電能輸送的功率大小，采用風(fēng)電并網(wǎng)的形式則會有效地提高電網(wǎng)運行的穩(wěn)定。

風(fēng)電并網(wǎng)是指將幾十臺甚至上千臺的風(fēng)力機同時并網(wǎng)運行，對風(fēng)能源進行充分的開發(fā)利用，統(tǒng)一的對產(chǎn)生的強大電力進行配送。由于風(fēng)電并網(wǎng)存在著許多優(yōu)點，不僅在能源利用以及環(huán)境保護方面，而且在工程建造，工作管理方面也十分的方便。所以在全世界范圍內(nèi)得到了快速的發(fā)展。

2風(fēng)力發(fā)電機的類型

風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械功，從而使電力輸出的設(shè)備。但由于風(fēng)電并網(wǎng)的不同，發(fā)電機的類型也存在著差異。

2.1異步型發(fā)電機

異步型發(fā)電機，由于它的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。是我國現(xiàn)今采用的主力發(fā)電機。它可以由定子直接向電網(wǎng)輸送交流電，再由變頻器控制轉(zhuǎn)子，向電網(wǎng)間接輸送功率。從而滿足用電需求。

2.2同步型發(fā)電機

我國還有采用同步型發(fā)電機。相較于異步風(fēng)力發(fā)電機來說，它可以在額定的風(fēng)速下進行運轉(zhuǎn)。由于風(fēng)速的不同也可以實現(xiàn)不同的功率作用于電網(wǎng)。使得風(fēng)力發(fā)電在較大的范圍內(nèi)可以進行運作。

2.3水平型與垂直型發(fā)電機

除此之外還有水平軸與垂直軸風(fēng)力發(fā)電機。垂直軸風(fēng)一發(fā)電機作為西方國家的一種新型發(fā)電機，由于低成本高效率的運作方式，也受到了越來越多國家的重視與發(fā)明。

3風(fēng)電并網(wǎng)中一些常見的問題

風(fēng)電并網(wǎng)這一應(yīng)用在給人們帶來極大方便的同時，由于對其能源的大規(guī)模開發(fā)利用，在風(fēng)電并網(wǎng)方面也存在著一些問題，如果不能對其所產(chǎn)生的問題進行及時的解決，則會造成十分嚴重的后果。

3.1風(fēng)電并網(wǎng)對電力輸送的影響

由于風(fēng)速具有隨機性，因此風(fēng)力發(fā)電輸出的交流電具有很大的波動與隨機性。因此則會對電能產(chǎn)生相應(yīng)的質(zhì)量問題，影響風(fēng)力對電廠交流電輸出的穩(wěn)定性，大大提高風(fēng)力發(fā)電的運行成本。

再有由于風(fēng)電并網(wǎng)的運行，在一定程度上也增加了對電力系統(tǒng)的操控難度，由于并網(wǎng)后電網(wǎng)保護的配置不夠高，則會在一定程度上影響電壓的質(zhì)量，影響電壓公司對電力的正常輸送。

當(dāng)風(fēng)速過大時，風(fēng)里發(fā)電機到運行則會增加風(fēng)力有用功做功的功率，由于風(fēng)場輸入功率增大則導(dǎo)致有用功加大從而增加電壓輸送，是發(fā)電機無功功率導(dǎo)致的電壓降值較小，引起電壓波動的變化，對電網(wǎng)產(chǎn)生一定的沖擊，造成電網(wǎng)的故障，或引起電壓輸送的崩潰。

3.2風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響

風(fēng)速的變化影響著電能輸送的頻率，在風(fēng)力發(fā)電組中，大多都采用風(fēng)電并網(wǎng)的方式，因此在輸送電流的過程中，風(fēng)速的變化會給電能質(zhì)量帶來不同的影響。風(fēng)速的變動將會引起電壓波的波動，風(fēng)速越大電壓波動及閃變也會比越來越大，一旦當(dāng)風(fēng)速超過切出風(fēng)速時，會導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機發(fā)生故障，自動退出運行操作。當(dāng)整個風(fēng)電場所有風(fēng)機同時停止運作時，則會引發(fā)電網(wǎng)電壓的驟降，會給配電網(wǎng)帶去很大的沖擊，造成電網(wǎng)閃變的問題，從而影響電網(wǎng)的質(zhì)量。

由于風(fēng)電場中對交流電有無功率的輸送產(chǎn)生著不同的影響，在電壓的穩(wěn)定性得不到保障時，電網(wǎng)中電壓與功率超出安全范圍后，則會造成嚴重的電力事故，從而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，更甚者則會影響到整個電力的輸送。

3.3功率不同對風(fēng)電并網(wǎng)的影響

風(fēng)電并網(wǎng)中風(fēng)電機組的功率不僅與電壓電流值有關(guān)，而且功率因數(shù)也影響著發(fā)電機的做功。當(dāng)功率不變，功率因數(shù)增加的情況下，若電流輸送增加，電壓與電流的乘積減小，而導(dǎo)致電壓減小。所以在風(fēng)電并網(wǎng)的操作下，輸出功率不變，改變功率因數(shù)的大小則會對電壓產(chǎn)生一定的影響。

4風(fēng)電并網(wǎng)產(chǎn)生問題的優(yōu)化措施

針對風(fēng)速具有隨機性，不穩(wěn)定的問題，我們要對風(fēng)速進行準確的預(yù)測，在對風(fēng)電場容量進行變化時也要對負荷進行及時的跟蹤變化。在降低風(fēng)力發(fā)電機對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊情況下，提高電壓傳送過程中的質(zhì)量，改善不同風(fēng)速對電壓造成的影響，有效地對電網(wǎng)進行輸送，保護電網(wǎng)的正常運行。

在發(fā)電廠進行建造前，要選擇合理風(fēng)力發(fā)電機組，加強發(fā)電機通過無功補償裝置保障電壓的穩(wěn)定。在面對電壓不穩(wěn)定的情況下，要采用多臺發(fā)電機并網(wǎng)進行運行，減小風(fēng)力發(fā)電機在風(fēng)速超出切出風(fēng)速時自動退出并網(wǎng)保護的狀態(tài)，減小因發(fā)電機脫網(wǎng)對電壓產(chǎn)生的驟降，進一步減小因電壓的不穩(wěn)定而對電網(wǎng)造成的嚴重威脅。

在對于風(fēng)力發(fā)電機運行過程中出現(xiàn)的線路變化的問題，則要加大對風(fēng)電場投資的成本，裝載無功補償裝置，在發(fā)電機進行無功功率操作引發(fā)系統(tǒng)故障時，為電網(wǎng)的輸送提供了一定的支持，保障了電網(wǎng)的正常輸送。通過一定的形式對電壓進行有效的調(diào)節(jié)，增加電壓的備用量，避免因發(fā)電機故障而導(dǎo)致電網(wǎng)崩潰的情況。

5結(jié)束語

由于我國對可再生能源的高度重視，風(fēng)能作為一種綠色的可再生能源，在環(huán)保方面存在許多優(yōu)勢。隨著風(fēng)電規(guī)模的快速發(fā)展，對風(fēng)力發(fā)電大規(guī)模的開發(fā)利用。為了進一步保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全性。風(fēng)電并網(wǎng)的形式可以有效的保證電力系統(tǒng)的正常運行，提高電能的輸送質(zhì)量。本文則主要對風(fēng)電并網(wǎng)使用中進行探討并分析，相信風(fēng)電并網(wǎng)在之后的風(fēng)力發(fā)電中會扮演著越來越重要的角色。

參考文獻：

[1]保正澤.風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響及應(yīng)對措施分析[J].南方農(nóng)機，2019，50（15）：249.

[2]包文鵬.大型風(fēng)電場并網(wǎng)運行的若干技術(shù)問題研究[J].通信電源技術(shù)，2020，37（02）：242-243.

[3]蔚蘭，陳宇晨，陳國呈，等.雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機低電壓穿越控制策略的理論分析和實驗研究[j].電工技術(shù)學(xué)報，2011，26（7）：30-36.