簡析風電發展與并網技術

中國石化集團新星石油有限責任公司生產部 師振貴

風力發電能夠給我國的新能源發電技術奠定扎實的基礎保證，屬于我國發電方式中最為成熟的一種技術，所以該項技術在我國受到了廣泛運用，但當前在實際的風電并網運用后產生了很多急需改進的影響因素，如對電網調度造成的影響、對電力系統穩定性造成的影響等，這些問題都會影響到日常用電情況。

1 風力發電技術的特點及發展狀態

風電主要就是將風的動能轉變為電力，風能作為一種可再生的清潔能源，受到了全世界的關注。風能本身就富有豐富的能量，比地球上可開發的水能總量高出十倍左右。我國的風能資源十分豐富，可開發并利用的風能高達10億千瓦。風本身就是一種無公害的能源，且在使用過程中是取之不盡用之不竭的一種能源。在全球范圍內還存在缺水、缺燃料以及交通不便的城市，選擇風力發電能規避出現的諸多能源消耗問題。海上風電也是可再生能源發展的關鍵領域，同時也是推動風電技術進步及產業升級與發展的必備力量，在當前能源結構調整等諸多前提下，采用風電能夠更好地促進調整的體系推進[1]。當前風力發電技術發展狀態可以以下四點進行分析。

單機容量穩步提升。從20世紀80年代開始，我國單機功率55kW為主要發電功率，從90年代初期開始提升為100～300kW為主要發電功率，從90年代中期開始提升為450～600kW為主要發電功率。在持續不斷地單機容量發展中能夠看出，我國風力發電技術也在不斷擴大；變槳調節方式替代傳統失速功率調節模式。失速功率調節模式主要存在的問題是由于風力發電組性能受到葉片失速性的影響，整體額定風速持續變高，在風速超過額定數值后發電的功率就會不斷下降。采用變槳調節方式能更好地規避以上問題，在當前的風力發電技術中得到了較快速的推廣與應用。

變速恒頻方式取代恒速恒頻模式。變速恒頻的方式可控制發電機在運行過程中的轉速，并最大限度運用風能的儲備，提升風力機在運行狀態下的整體效率，當前我國也已在風力發電期間慢慢采用變速恒頻的模式；風力運行的可靠性不斷提升。風電機組的年使用率已從之前的50%提升到當前的95%左右，風力發電也變成當前最佳的發電方式，在風力發電機組的運行階段，會根據實際情況采用計算機技術及自動控制技術，使得風機運行能夠趨于自動化的發展趨勢。

2 風電并網對于電網的影響意義

2.1 對于電網調度造成的影響

在傳統電網配置方面，大部分電網處于較為寬闊的地帶，所以電網進行建設階段對整體的線路構架及電網后續的使用維修實施難度較大。且由于部分電網的建設相對缺乏資金投入，所以傳統電力在構建過程中設備智能化的程度較低，這樣的問題就會影響到風電并網對于電網調度造成的諸多因素。

此外，雖然當前已對傳統電網有進一步的改進，使大部分電網水平在當前的運行性狀態下有所保證，但由于人們的生活質量不斷提升，對電力的使用消耗也在不斷加大，傳統的電網線路不穩定等諸多問題在當前的電力使用階段十分常見[2]。由于部分農村以及偏遠地區的經濟情況有所限制，在當前的經濟狀態下網架承載的能力也需隨著居民的使用情況不斷提升，只有這樣才能保證農村的正常用電消耗。最后，本身風能在能量儲存期間就會有很多不穩定的影響因素，在實際并網后會將電網調度中的不利因素無限擴大，直接影響到居民的正常使用。

2.2 對于電力系統穩定性造成的影響

電力系統遭受干擾會出現機電振蕩的問題產生，或大或小的干擾都會對電力系統的安全性及穩定性造成不可估量的影響。在電力系統設置方面，同步發動機供應勵磁電流的相關電源及其附屬都被稱之為勵磁系統，一般情況下能夠分成勵磁的功率單元與勵磁的調節器。在發電機中最為關鍵的組成零件就是勵磁系統，該系統的運行不僅會對發電機的運行造成不可忽視的影響，還會對整體的電力系統穩定性造成不可忽視的破壞[3]。

2.3 對于電能表造成的影響

一般情況下電能表出現故障的問題主要為：機械作用力的因素。主要是在電能表運輸階段可能會造成的各方面機械作用力的影響，如外界的晃動及碰撞等問題，這些機械作用力不僅會直接影響到電能表的日常工作，還會在一定程度破壞電能表的內部零件，最終使其造成不可恢復的損害[4]；電力干擾因素。是指設備出現故障屬于非可見的因素，對于電能表所造成的傷害與前面的外在因素相比同樣存在嚴重危害。通常電能表的檢查工作在實際開展階段需檢測該設備是否能夠正常工作并運轉，但當電能表運轉期間內部具有各種的電磁及電力波動干擾，就會使整體的設備功率加大，最終影響到電能表的正常運轉，在無限的運轉中失去控制，造成最終的經濟損失。

3 提升風電并網性能的相關措施

3.1 全面完善電網的日常調度

3.1.1 建立完善電網調度的運行考核制度

電網運行期間構建完備的電網調度運行考核體系十分關鍵，體系的構建能直接將智能電網在電網調度期間的管理狀態進行及時反饋，并能給后續控制管理工作提供每日的基礎數據。數據的展現可更好地反饋出電網的日常問題，所以想要更好地將電網調度體系運用到智能電網中，制定相對應的考核制度并在該基礎上結合獎懲方式促進相關人員不斷提高自己的調度技術以及工作水平，激發員工探究技術的積極性與主動性[5]，使所有調度運行管理人員都能在當前的工作狀態下完成自己的工作，并掌握相關的配電調度運行理論以及實踐操作規范，在此基礎上保證電力系統的正常運行。

3.1.2 加強電網調度的運行管理內容

想要進一步降低電網調度基礎結合到實際的智能電網階段，就需加強對電網調度基礎的運行管理內容，并達到提升智能電網使用效率的目的，給智能電網的后續運行狀態提供保證。在智能電網的實際運行狀態中結合電網調度的技術，應根據安全生產的要求進行內容劃分，并從實際的電網調度工作進行工作管理的提升。就加強電網調度的運行管理內容來說，可分三方面內容：

第一，需在整體管理工作模式中細化并完善相對應的管理制度體系，對整個智能電網公司內部都能夠有安全的嚴格控制系統管理，保證在電網調度運行發展階段能得到有效的規避由于信息安全出現的諸多問題。此外，還要根據電網調度內部的實際情況對當前電網調度運行進行科學合理的內容安排，結合當前電網運行情況積極開展，提高電網系統運行階段的實際質量和效果。

第二，在電網調度工作中不斷增加滾動式的綜合能力分析與數據校對，并在此基礎上落實兩票三制的管理工作模式，盡可能規避在電網企業運行階段出現的人為國家安全生產事故處理問題。在電網調度運行管理過程中，有必要對突發和特殊事故的應急預案進行預演，以防無法及時處理這類事故，造成不可估量的損失。另外，采用這樣的綜合模式分析還能提升電網調度相關工作人員的臨時應變能力，提升危機意識，更好地規避存在的安全隱患。

第三，更加重視電網設備的安全穩定，定期加強電網可發揮保護作用的相關配置因素，降低電網調度運行日常運行事故所占比例。電網調度運行安全工作的管理人員還需做好電網調度的日常經濟運行控制工作，從細節入手，對電網的整體運行管理作出保證。

3.2 加強對于電力系統的內外監測

電力系統的內外檢測不僅需具備全面應用的在線檢測技術，還需對電力系統的振動進行數據統計，想要達到這樣的要求就需運用時域仿真模式。時域仿真模式一般都是運用在分析電力系統的小擾動或暫態穩定中，在機電振蕩方面對于該種模式也有所研究。該種方式主要能夠滿足對于數據進行理論的數據分析，在此基礎上運用計算機設備等相關的仿真軟件進行數據的整合，將電力系統在受到擾動時能夠通過模型樣子反饋出來，從而分析出機電振蕩期間的頻率特性以及阻尼。

該種方法可對所有的微分代數方程式以及系統本身所具有的非線性特點全面考量。但在實際運用中還是會存在某些因素的限制性，比如將這樣的方式方法運用在規模較大的電網時，在機電振蕩的模式下實際的頻率較低，由于仿真的精度及相關參數條件實際要求的干擾，就會導致計算數量不斷增加，在進行最終計算的過程中所需要的時間輸出較多。此外，在沒有辦法限定干擾機電振蕩的主要來源時，就沒辦法及時尋找到干擾電力系統出現穩定性的諸多原因。或在某種狀態下進行運行時，由于擾動的類型、擾動的地點以及管理量的不同，最終會對數據造成不同程度的不確定影響因素。

4 結語

隨著當前科學技術的不斷發展，使得電力行業的整體變化趨勢也在逐步加快。由于風電新能源的產生給現代社會能源運用帶來很大幫助的同時也會隨著在實際的并網階段存在諸多影響問題，所以只有在不斷提升的前提下，才能對電力系統的實際運用奠定扎實的根基，并在系統運行階段出現故障期間利用并網的特點發揮出保護的作用與效果，為電力系統的安全性提供必備的支持與保證。