風電新能源數字化發展與并網技術探討

聶 磊

中國電建集團河北省電力勘測設計研究院有限公司 河北 石家莊 050031

引言

在石化能源短缺問題突出與經濟快速發展的背景下，加大對可再生新能源開發利用的研究力度顯得尤為重要。本文主要對風電新能源發展與并網技術進行闡述，分析風電新能源的特點，探究風電新能源給電網帶來的影響，提出完善風電并網性能的對策，希望對風電場建設發展起到參照與促進作用。隨著社會經濟迅猛發展，人們的生活水平不斷提高，對能源的需求逐步增大，能源供應逐步呈現出了緊張的態勢，環境問題越發突出，因此近年來社會關注焦點逐漸向可再生能源的開發利用領域轉變。隨著新能源發電技術的逐步成熟，風力資源的開發利用越發自如。但風電新能源的發展仍處于摸索階段，有較大的發展空間，還需多措并舉，逐步解決我國風電并網技術難題，以推動風力發電工程穩中求進。

1 風電新能源的基本特點概述

風電作為一種新能源，其工作方式是利用相關的設備將風產生的動能轉為成為電能，而風能是一種清潔的、可再生的能源，風電近些年來在世界范圍內受到各個國家的重視，我國也正在大力開展風電建設。從世界范圍來看，經過相關的計算表明，世界當前可利用的風能資源儲量比水力資源高出10倍左右。我國的風能資源也非常豐富，可以供開發和利用的風能儲量超過10億k W，我國目前風電裝機超過2億k W。風能是一種具有代表性的無公害、可再生的清潔能源，風電在一些水資源匱乏的地區發揮著重要的作用，例如我國的沿海城市、草原牧區、山地高原等地區，都非常適合使用風力發電的方式提供電力能源。我國對風電建設也給予了高度的關注，國家通過財政補貼的方式大力支持全國各地開展風電建設，取得了很好的效果，目前我國多個地區已經興建了許多大型的風電場，對我國的電力能源輸送起到了至關重要的作用。

2 風電數字化發展趨勢

風能是重要的能源，風力發電可以有效解決我國的能源供應問題，并且風力發電可以有效減少環境污染和對二氧化碳的排放，促進我國的可持續發展進程。如今，大數據、物聯網、人工智能技術已滲透到風電的各個環節，并深刻地改變著行業。如借助先進的傳感器、高速的傳輸線路和大容量數據存儲裝置等，可以在微觀選址中實現低成本、快速、精準尋找最優質的風能資源；在風電運行中，則實現了設備的智能監測和智能控制，大大提高了機組的發電效率和可靠性。

數字化推動風場設計和規劃更精準，數字化時代為風電行業帶來的并非沖擊，而是機遇。可以預見的是，以全面感知、全面數字、全面互聯、全面智能為主的風電數字化將成為未來趨勢。

3 風電并網技術發展態勢

3.1 風力發電機組的發展動向 開發單機容量大的風電機組，如MW級大型風電機組設備，可有效降低風力發電成本。解決偏遠分散地區就地供電的問題，可使用開發分散式小型與微型風力發電系統，更利于資本節約與資源高效利用。

3.2 新技術在風力發電容量預測中的應用 隨著各區域海上風電建設進程的加速、風電裝機容量逐步增大，對風電功率預測的精度提出了更高要求，因此需引入更多的改進方法，以滿足其功率預測的精度要求。首先，應用計算機技術與遙感技術等，可進一步提高對數字天氣預報模型的分辨率與天氣預報的準確度及天氣預報的更新頻率，間接帶動風電預測模型輸入數據等性能的優化。其次，采取結合多個數字天氣預報模型的方式，能夠規避惡劣氣候條件的影響，實現對氣象信息的高效預報，從而確保預測精度。同時，可利用混沌理論與小波分析等智能方式建立預測模型，通過線性與非線性方式，進一步強化預測方式的完善，提高預測結果精確度，切實降低預測誤差。尤其是非線性方式與人工神經網絡的結合，更利于發揮各預測性能的協同作用，實現各模型的優勢互補與各模型信息的優化，進一步強化模型的可靠性與預測精度。最后通過實時測量的氣象數據，可進一步減少風電功率短期預測的誤差。

3.3 并網技術和最大風能捕獲技術的研究 在研究風電新能源的過程中，應對并網技術和最大風能捕獲技術進行深入的研究，在研究中發現風電場受風力和風機控制系統的影響很大，經常出現力道不平衡的現象，其對電網的使用造成了嚴重的負面影響。因此，為了進一步提高風電系統的性能，實現系統的穩定性、可靠性和提高處理故障的能力，需要對風電場并網的發展方向進行跟蹤。同時對風能的密度進行了比較，思考如何捕捉更多的風能，這也是未來風電并網技術的重要研究方向之一。目前，獲取風能的最佳方式是調整葉片直徑和發電機組自身的功率和轉速。風電系統的集成技術和風能的最大捕獲量，是今后風電新能源發展的重要任務之一。

3.4 試驗檢測技術分析 想要提高風電并網的性能就要對其進行試驗，只有在不斷試驗檢測的基礎上，才能夠不斷提高我國風電機組的整體水平，提高風電系統的穩定性和安全性，當前我國風電場對并網的檢測主要是對風電場并網檢測和風電機并網試驗兩個部分，風電機的并網試驗是對風電機組的電能質量、低電壓穿透能力、有功調節能力、無功調節能力和電網適應性能力等一系列基礎性能的檢測；對風電場的并網檢測主要是對風電場中風電機組的風電性能、并網性能等進行檢測和評價。我國風電場中的風電機組種類繁多，因此試驗檢測的需要也很高，所以需要建立相應的試驗檢測平臺，以此方式可以有效降低試驗檢測的工作強度，提高試驗檢測結果的準確性。

4 結語

總而言之，隨著我國社會的發展和經濟發展的加快，不可再生能源的缺乏成為我國目前主要面臨的問題，因此開發新能源是我國科技發展和科技創新的首要任務。風力能源具有取之不盡、用之不竭的有優點，并且是比較清潔型的能源，因此成為我國發展新能源的主要驅動力之一，由此也足以看出風力發電在我國新能源過程中的重要性。不僅如此，風力能源的開發和利用在世界中都占有重要的地位，風力發電在未來的發展進程中有巨大的發展潛力，是世界發展新能源的主要發展項目。