論風電并網對電網的影響及應對措施

陳志剛 安振宇 谷聰穎

摘要：近些年來，由于風力發電十分環保，因此風力發電受到了全世界各國的重視。由于我國經濟的快速發展，對電力的需求與應用也越來越大，致使電能的超負荷使用，電力能源的短缺，提升了電力行業對可再生能源的重視。風能作為一種可再生的清潔能源，是指把風的動能轉化為電能，因此越來越多的國家開始著手開發應用風力發電。

關鍵詞：風電并網;電網影響;應對策略

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

1什么是風電并網

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

風電并網是指將幾十臺甚至上千臺的風力機同時并網運行，對風能源進行充分的開發利用，統一的對產生的強大電力進行配送。由于風電并網存在著許多優點，不僅在能源利用以及環境保護方面，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得到了快速的發展。

2風力發電機的類型

風力發電機是將風能轉化為機械功，從而使電力輸出的設備。但由于風電并網的不同，發電機的類型也存在著差異。

2.1異步型發電機

異步型發電機，由于它的結構簡單，操作方便。是我國現今采用的主力發電機。它可以由定子直接向電網輸送交流電，再由變頻器控制轉子，向電網間接輸送功率。從而滿足用電需求。

2.2同步型發電機

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

2.3水平型與垂直型發電機

除此之外還有水平軸與垂直軸風力發電機。垂直軸風一發電機作為西方國家的一種新型發電機，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明。

3風電并網中一些常見的問題

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

3.1風電并網對電力輸送的影響

由于風速具有隨機性，因此風力發電輸出的交流電具有很大的波動與隨機性。因此則會對電能產生相應的質量問題，影響風力對電廠交流電輸出的穩定性，大大提高風力發電的運行成本。

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

當風速過大時，風里發電機到運行則會增加風力有用功做功的功率，由于風場輸入功率增大則導致有用功加大從而增加電壓輸送，是發電機無功功率導致的電壓降值較小，引起電壓波動的變化，對電網產生一定的沖擊，造成電網的故障，或引起電壓輸送的崩潰。

3.2風電并網對電網的影響

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

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

3.3功率不同對風電并網的影響

風電并網中風電機組的功率不僅與電壓電流值有關，而且功率因數也影響著發電機的做功。當功率不變，功率因數增加的情況下，若電流輸送增加，電壓與電流的乘積減小，而導致電壓減小。所以在風電并網的操作下，輸出功率不變，改變功率因數的大小則會對電壓產生一定的影響。

4風電并網產生問題的優化措施

針對風速具有隨機性，不穩定的問題，我們要對風速進行準確的預測，在對風電場容量進行變化時也要對負荷進行及時的跟蹤變化。在降低風力發電機對電網產生沖擊情況下，提高電壓傳送過程中的質量，改善不同風速對電壓造成的影響，有效地對電網進行輸送，保護電網的正常運行。

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

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

5結束語

由于我國對可再生能源的高度重視，風能作為一種綠色的可再生能源，在環保方面存在許多優勢。隨著風電規模的快速發展，對風力發電大規模的開發利用。為了進一步保障電力系統的穩定與安全性。風電并網的形式可以有效的保證電力系統的正常運行，提高電能的輸送質量。本文則主要對風電并網使用中進行探討并分析，相信風電并網在之后的風力發電中會扮演著越來越重要的角色。

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