風力發電并網運行的影響與對策研究

彭菁煒 黃娟娟

摘要：隨著我國經濟的快速發展，人民對能源的渴求日益增高，對此我國在能源發展方面十分重視，尤其對于開發新能源。風能作為新能源中新興崛起的“新勢力”，對我國的能源供應與能源結構優化，和環境保護都有著十分重要的作用，是我國日后能源的發展趨勢。但在風力發電發展的過程中，仍存有一些問題，等待著我們去解決。對此，本文將在風力發電并網運行中可能遇到的問題進行探討，并就如何解決問題提高風力發電并網運行的質量作出分析，以供參考。

關鍵詞：風力發電;并網運行;有效措施

引言：

隨著我國科技的進步與能源環保意識的提高，以風能為首的清潔能源越來越被我國廣泛的應用。在我國社會生活生產的各個領域都有著廣泛的應用，但是，風力發電并網運行卻也對我國的電網安全，帶來了一些影響與挑戰。為此我們必須提高風力發電并網質量，加強并網運行的有效控制，從而保證我國整體電網系統的穩定運行。

一、風力發電并網運行的影響

（一）對系統的電壓穩定造成影響

由于我國大部分的風電場都會裝配在，我國電力相對薄弱的縣區鄉鎮的電網系統之中。而且處于當地電網系統的末端，進而導致了當地電網系統的功率流向發生改變，導致了當地的電網系統出現電壓不穩的情況，同時隨著，風電并網運行而帶來的巨大電能在不斷增加，但由于當地電網系統沒有設計出如此巨大功率的電網系統，導致當地電網的電壓溢出安全范圍，嚴重時甚至會造成電壓崩潰的情況，大大的影響了系統的電壓穩定。同時，風力發電需要汲取大的電網無功，但是風電場的無功需要與電壓成正向比例，從而當電壓不穩的時候，就無法為風力發電機械供電，造成惡性循環，影響系統的電壓穩定[1]。

（二）對系統的電能質量造成影響

由于在風電場地之中存放著諸多的異步電機，而異步發電機是風力發電并網運行的主要組成部分，只要發電機的轉速與同步轉速相一致，就可以實現風力發電并網的運行，操作簡單，可靠性高。與同步設備相比，節約了整步操作，對電機調速的要求也比較低。然而當電廠的電壓開始呈下降的走向時，異步電機的數值開始上升的時候，就會造成風力發電并網運行系統的電壓失控，進而影響風電場的發電質量。

（三）出現閃電式變壓

由于當地電網系統會受到異常天氣氣候的影響，這些因素都會可能大導致風力發電并網運轉過程中，其電網系統中出現閃電式變壓的情況。如果這時將當地電網與風力發電系統相連接的話，就會出現電壓發生閃變，從而對周圍地區的電力也會有極大的影響。倘若電網系統與風力發電系統二者相連接的部分，與風電場里的配電變壓器比較近的話，那么風能發電的開啟與停止則會對電壓閃變的作用很小，反之則會出現很大的波動情況，從而對整體的風電場設備造成嚴重的損害。

（四）風能與電力產能發展失衡

風能與電力產能發展失衡，其實就是風能發展速度過快，導致了目前的風能發展已經遠遠超出了我國當前的電網系統的建設，進而導致了風能與之前的計劃相比出現了產能過剩的情況。由這兩個問題就引出了我國目前風電發電并網運行的最大問題，導致了風力發電與目前電網系統所需的電能績效無法與之相匹配，因此，盡管電網部門嚴格按照當前市場的發展趨勢來制定計劃，仍是不能保證二者的相匹配，從而對風力發電并網運行工作造成影響，阻礙了其發展速度。

二、風力發電并網運行的有效措施

（一）引用電壓恢復器

有功功率的不規律快速波動，是影響電網系統中電壓出現閃電式變壓的主要問題之一，在目前我國的中低壓配電系統中，倘若出現了有功功率發生不穩定的波動時，我們需要及時的作出瞬時有功功率補償的同時，對無功率也要做出補償。對此，我們之前傳統的無功率補償裝置，已經無法在滿足風電場的工作要求。所以。我們積極引用可以存儲電能單元的補償設備，從而加快推進風力發電并網運行，穩定電網的電壓。因此，動態電壓恢復器應運而生，它可以滿足目前我們風電場所有的電壓穩定問題，可以在點電壓傳輸過程中，準確及時的完成傳輸任務。

（二）壓制諧波，提高電能質量

針對電壓與電流補償不一致的問題，我們需要通過使用綜合性電力補償設備來對二者進行串聯，從而實現電壓與電流的補償一致。而統一電能質量控制器就可以很好地滿足串聯并聯二者的要求，統一電能夠質量控制器本身就帶有存儲電能單元的功能，倘若與適量的諧波相補償可以極大地提高電能質量。

可投切電容器與諧波濾波裝置等電力設備，是組成靜止無功補償器的主要部分，靜止無功補償器可以調節電壓不穩的現象，進而過濾諧波，提高風電場發電質量，保證風力發電并網運行的穩定發展。

（三）使用電力濾波器

電力濾波器是對付電壓出現閃變的最為有效的電力設備，當電壓出現負荷運行時，就會開啟補償無功電流，影響電壓的負荷運轉，穩定電力波動情況。而有源電力濾波器與傳統的電源相比，對電壓有著更有效的穩定控制，還可以發出傳統電源不具備的畸形電流，保證電壓的穩定，因此應用有源電力濾波器可以更加有效地控制電壓，提升電網的發電質量。保證風力發電并網運行的穩定發展。

（四）優化風能與電能的發展結構

伴隨著我國風能發電事業與電網建設發展失衡的問題，我們要針對風力發電場地的工作進行優化與調整。第一，我國的電力能源單位要與各省、市等地方有關部門在風力發電并網運行工作的劃分上做出協調。要以長久的地域發展為風力發電并網運行工作為前提條件，從而進行資金的合理化與專項投資，第二，當地的電力相關企業和風電場積極協助，并且要與當地的氣象目標相配合，減少突發天氣對電網的影響。保證風能與電能的合理優化發展，促進風力發電并網運行的穩定發展[2]。

結論：綜上所述，隨著我國經濟的發展，人民對于能源的需求日益增加的同時。風力發電并網運行的工作在我國能源發展工作中的比重也越來越大。對此，為了加快風力發電并網運行工作的發展速度。我們要強化在此方面的科研研究，積極努力的去解決電壓不穩、電能質量不高等問題，從而保障我國風力發電并網運行工作的穩定發展，為我國整體的電網系統發展起到促進作用。

參考文獻：

[1]韓帥，劉立群，張文超.風力發電并網運行風險評估[J].太原科技大學學報，2021，42（02）：92-98.

[2]林濤.風力發電并網技術與電能質量控制要點探討[J].產業與科技論壇，2021，20（05）：33-34.