風電新能源發展與并網技術分析評價

許立仁

EUM風電技術服務（北京）有限公司

風電新能源發展與并網技術分析評價

許立仁

EUM風電技術服務（北京）有限公司

近幾年，隨著社會不斷的進步與發展，接踵而至的是日益嚴峻的環境問題和資源短缺問題，大家對能源短缺問題的關注度在逐漸提升，新能源的被利用與被開發已成為現如今的重要話題之一，這其中風電新能源作為目前最成熟的、最清潔環保的能源而受到廣泛關注。文章主要對風電新能源的發展現狀和其未來的發展前景進行了分析評價。

風電；新能源；并網技術；風場

1 前言

本文所要討論的問題是一種清潔的可再生資源——風能。現如今，資源短缺已成為世界性難題，風能的出現給世界帶來了新的希望，這由于其能大量產生，又有很高的可利用率。我國的風能資源十分豐富，可開發利用的風能儲量也十分巨大。風能這種清潔的無公害能源取之不盡，用之不竭，對于我國沿海的部分島嶼、草原牧區、山區和高原嚴重缺水、交通不便利的地區，能因地制宜地開發利用風力發電已成為我國可持續發展戰略的重要組成部分。

2 風電新能源存在的問題

風電新能源能緩解我國資源短缺的現實狀況，但風電這種新能源在它的使用和利用上也存在著一些問題。

2.1 風能不穩定、不可控

風能的能量密度低，具有不確定性和隨機性，因此對風能的利用在調節和控制方面不易掌控，對風能的開發利用有一定的阻礙。

2.2 風力發電廠的位置偏遠

我國的風力資源較為豐富的地區都比較偏遠，對于資源短缺地區的距離較遠，風電的外送被電網的輸電能力所限制，中國風能資源的大規模開發,需要加強電網的建設。

2.3 風能的能量密度不大

在同等容量的條件下，水輪發電機要比風力發電機的風輪尺寸小好幾十倍。

2.4 風能的蓄電能力差

由于發電的成本比儲存的成本低，因此電網的蓄電能力就相對較低，通常用輸出電量來對收集的電量進行調節。

2.5 風輪機的效率不高

一般情況下，風輪機能創造的最大效率通常在60%上下，但實際可利用率更低。從數據上看，水平軸風輪機的最大效率在20%-25%，垂直軸風輪機的最大效率略高于水平軸風輪機，最大效率在30%-40%。

2.6 電網調度不易

風能存在不可控的特點，風力發電的調度不能根據它能承受的極限來決定，使電網的調度存在很大的壓力。而絕大部分風電機組是沒有人對其進行監控的。

3 風電給電網帶來的影響

因為風的速度變化莫測，所以風電場出力也是變化莫測的，風能發電自身的特性使得產生的真實的風電量極低，給電網平衡調度有用功和無用功帶來困難。

3.1 風電給電能質量帶來一定的影響

早年間，風電單機的容量不大，大部分使用簡單結構、并網方便的異步發電機直接和配電網相連接。風電發電場的地理位置周邊人煙稀少、電壓不高、網絡的消耗相對大，被沖擊的接受能力不強。所以，風電這種新能源也有一定風險給配電網造成電壓閃變和諧波污染。

3.2 給電網的調度與規劃造成影響

傳統電源可以進行可靠的預測，但風能由于它的不可控性所以不能進行預測。并網以后的風電場，電網可用調峰容量減去備用容量，剩下的容量可以進行風電調峰，風電的調峰量存在一定的局限性，因此對風電的實際運用率也造成了很大的影響，風電場的功率波動無法被電網所平衡時，風力發電注入電網的功率也需要被限制。所以，對系統的調峰和調頻問題需在安排發電計劃之前進行分析和規劃。只有大容量電網才能支撐起電網建設和電場建設的同步發展。遠距離電能輸送的實現可以更好的實現優化資源配置，可以使電網的發展和建設更上一層樓，也能促進部分城市地區的經濟發展，提高人民的生活水平。

4 提高風電并網水平的措施

加強風電發展規劃管理，科學有序地進行風資源的開發利用對我國的社會進步和各方面發展都能起到推動作用。

4.1 對風力發電功率進行預測

發電企業和電網企業的矛盾日益激化是由于風電的大規模接入帶來的調峰和電網適應性不夠等問題引發的，在內蒙古東部和吉林等地區經常出現風電場被限制出力的現象。想要把風電轉換為常規可調度的電源，風電的隨機性、不穩定性需要我們攻克這一困難，風力發電量的預測是這項技術的關鍵所在。最近幾年，針對這方面問題有大量的國內外專家對其進行了研究，盡最大的努力預測出風電機組輪轂高度處的氣象條件，多個數字天氣預報模型被組合起來，綜合功率的短期估算值來提高精度。這種方法可以使惡劣天氣狀況下出現的預測誤差得到改善，提高預測的精準度。

4.2 對無功功率進行補償的措施

風電并網中普遍存在著電壓穩定的問題，而無功功率補償是影響電壓穩定的關鍵所在，對普通異步發電機的影響更大。因此可以通過以下措施來保證電網的穩定性：如使用動態無功補償，例如靜止補償器SVG等、當低電壓時自動將風電機組進行切除、把電網的結構進行加強和把負荷的功率因數進行提高、如有需要可以使用直流的方式接入電網。

5 風電新能源的發展前景

現階段我國把風力發電作為新能源戰略的重中之重。就目前的情況來看我國風電新能源產業發展的前景十分廣闊，在未來的一段時間里預計可以保持一定的發展速度，在技術不斷創新與進步的同時也能帶來巨大的經濟效益。隨著我國風電的裝機國產化與發電的規?；?，風電的成本也會繼續下降。今后越來越多看重風電新能源利益的投資者也會趨之若鶩。隨著國家對環保事業和可持續發展的不斷重視也會加大對清潔能源開發利用的投入，未來國家將建設更多的大型風電新能源項目，并對相關企業或機構進行扶持。

6 結束語

本文對風電新能源發展與并網技術進行了深入的討論，對風電的特點、在使用開發中存在的問題、影響進行了分析，針對存在的問題提出了解決措施，并且對風電的發展方向進行了展望。風電新能源的并網技術的研究可以有利于提高大型風電運行的穩定性、安全性，針對技術上出現的挑戰提出解決方案，推動風電產業的可持續發展，從而推動我國的可持續發展戰略，對國家調節能源結構變化需求及促進我國的社會發展都有著重大意義。

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