風電新能源發(fā)展與并網(wǎng)技術(shù)探討

商云峰

摘要：為進一步響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展的號召，提倡低碳生活，大力發(fā)展風電資源是我國可持續(xù)發(fā)展道路上的重點之一，眾所周知，煤炭資源屬于不可再生資源，生成周期非常長，甚至需要上千年的生成周期。因此，風電新能源的開發(fā)與利用成為我國資源可持續(xù)發(fā)展的重要選擇之一。風能是一種潔凈能源，可以說是取之不竭、用之不盡，我國沿海地區(qū)、草原地區(qū)、山區(qū)以及高原地區(qū)等嚴重缺乏煤炭資源和水資源，但是這些地區(qū)的風能資源豐富，依據(jù)不同地區(qū)的優(yōu)勢資源來帶動當?shù)氐陌l(fā)展，已經(jīng)成為是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分之一。

關(guān)鍵詞：風電新能源：發(fā)展：并網(wǎng)技術(shù)

1風電新能源發(fā)展現(xiàn)狀

一般來說，我國的發(fā)展與國外比較，便于差距分析。出臺了許多好政策，因為各國越來越重視能源問題。通過這種方法，我們可以支持和推動風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實際上可以看到真正的新能源技術(shù)飛速發(fā)展。對新?能源發(fā)展現(xiàn)狀的分析往往側(cè)重于現(xiàn)有成果，往往忽視了對技術(shù)未來的判斷。?這將給新能源的開發(fā)造成不必要的負擔。例如，自?2005～2008?年以來，風力發(fā)電取得了重大進展，為解決我國能源和環(huán)境問題創(chuàng)造了條件。同樣值得注意的是，我國的風力技術(shù)仍然存在相當大的缺陷，如?b.?面向進口的平行風力模型。這意味著風能在整個電網(wǎng)中所占份額相對較小，許多部件依?賴進口，沒有嚴格的風力和電網(wǎng)標準來確保風能和電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。我國?未來風力技術(shù)的發(fā)展具有重要意義，必須在先進技術(shù)領(lǐng)域進行創(chuàng)新。

2風電新能源的發(fā)展

2.1風電場位置偏遠、穩(wěn)定性差

由于風資源分布地具有距離負荷中心較遠、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱的特點，導致電網(wǎng)輸電能力受到限制，不利于進行風電大規(guī)模開發(fā)。風能是不穩(wěn)定能源，風向與風速具有動態(tài)變化性質(zhì)。風力發(fā)電機較難實現(xiàn)被控制與調(diào)節(jié)，?導致風電機發(fā)出的電能不夠穩(wěn)定，存在動態(tài)變化與波動的問題。

2.2風能能量儲存容量不足、密度小

由于風能的蓄電成本高，相比發(fā)電不具經(jīng)濟性，導致整個電網(wǎng)蓄電能?力不足。風能的儲存容量是由輸出電量來調(diào)節(jié)的，輸出電量不足，導致儲?存容量較小，造成蓄電能力較弱的問題。在發(fā)電容量相同的情況下，風力?發(fā)電機的風輪比水輪機大出許多，造成風能能量密度小的問題。

2.3風輪機效率低下

基于風輪機體積較大，輸出電較少，蓄電容量小的特點，導致風輪機工作效率低下。其中，垂直軸風輪機的最大工作效率在?35%?左右，而水平軸風輪機的工作效率不具穩(wěn)定性，在?20%～50%?之間。

2.4電網(wǎng)無法調(diào)度

基于風能不穩(wěn)定特質(zhì)，因此不能依據(jù)負荷調(diào)度風力發(fā)電，給電網(wǎng)調(diào)度帶來難度。此外，風電機組沒有工作人員值班看守，人工調(diào)度的可能性太小。?如果擴大人力隊伍，易造成人力資源成本問題。

3解決我國風電并網(wǎng)技術(shù)難題的有效途徑

3.1優(yōu)化風力發(fā)電項目發(fā)展

隨著可持續(xù)發(fā)展理念深人推進，風電工程作為可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，?加大對風力發(fā)電項目的實踐研究與創(chuàng)新發(fā)展意義重大。在風力發(fā)電項目的建設(shè)與使用中，應(yīng)當及時發(fā)現(xiàn)其潛在的問題，多角度分析問題的原因，以推動風力發(fā)電項目健康發(fā)展。要加強對施工現(xiàn)場的監(jiān)督管理，及時發(fā)現(xiàn)與?記錄分析設(shè)計偏差問題，綜合各種影響要素及時調(diào)整施工，以減少工程變更，促使風電工程建設(shè)順利展開。

3.2形成獨特布局結(jié)構(gòu)

為提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，在電網(wǎng)建設(shè)中主要采取閉環(huán)結(jié)構(gòu)與開環(huán)運行的?方式。應(yīng)用環(huán)形狀的電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，在出現(xiàn)故障后會向輻射狀轉(zhuǎn)變，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)線路故障問題后，應(yīng)及時通過開關(guān)選擇其它線路供電，確保電路穩(wěn)定運行。該種手段同樣適用于風力發(fā)電中，促使風力發(fā)電人網(wǎng)建設(shè)高效展開。?與此同時，需根據(jù)實際情況完善規(guī)劃，逐步形成科學的獨特的布局結(jié)構(gòu)，?以實現(xiàn)效益最大化。

3.3科學預測風力發(fā)電量

科學預測風力發(fā)電量是控制風電的隨機性與實現(xiàn)風電向常規(guī)可調(diào)度電源轉(zhuǎn)變的重要前提。通過對風力發(fā)電功率預測方面的深人研究，發(fā)現(xiàn)精準預測風電機組輪轂高度位置的氣象信息，主要通過結(jié)合各數(shù)值天氣預報模型的途徑，實現(xiàn)對功率的短期精確預測。在實踐中通過?NwP?預測氣溫與

風速、風向等相關(guān)信息，圍繞風機周圍的物理信息，計算出風力發(fā)電機組?轂高度的風向與風速。圍繞風機的功率曲線，得出最后的輸出功率，可避?免惡劣氣候?qū)︻A測數(shù)據(jù)精確度的影響。

3.4合理降低電網(wǎng)壓力

電網(wǎng)損耗主要包括無功損耗與有功損耗兩種，可通過計算功率的途徑，?實現(xiàn)對功率損耗的深人研究，并通過降耗的方式減少用電負荷，最大程度發(fā)揮實現(xiàn)用電設(shè)備的性能;同時，延長用電設(shè)備的使用壽命。電路的設(shè)計過程復雜繁瑣，需根據(jù)有功功率的計算結(jié)果等實際情況，合理選擇導線的路徑，以切實達到降低電路中電阻功率損耗的目的;合理選擇變壓器以達到減少無功功率損耗的目的。為加強無功補償?shù)尼槍π裕柙陔娋W(wǎng)的建設(shè)中，加大電網(wǎng)資源的優(yōu)化與整合力度，合理運用同步調(diào)相機與靜止無功補償器等?方法，進一步優(yōu)化無功補償。根據(jù)電網(wǎng)特征合理選擇設(shè)備，以有效降低電網(wǎng)運行的負荷，以加速風電新能源的現(xiàn)代化發(fā)展步伐，不斷提高經(jīng)濟效益。

4?風電并網(wǎng)技術(shù)發(fā)展態(tài)勢

4.1風力發(fā)電機組的發(fā)展動向

開發(fā)單機容量大的風電機組，如?Mw?級大型風電機組設(shè)備，可有效降低風力發(fā)電成本。解決偏遠分散地區(qū)就地供電的問題，可使用開發(fā)分散式小型與微型風力發(fā)電系統(tǒng)，更利于資本節(jié)約與資源高效利用。

4.2新技術(shù)在風力發(fā)電容量預測中的應(yīng)用

隨著各區(qū)域海上風電建設(shè)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，因此需引人更多的改進方法，以滿足?其功率預測的精度要求。首先，應(yīng)用計算機技術(shù)與遙感技術(shù)等，可進一步?提高對數(shù)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人數(shù)據(jù)等性能的優(yōu)化。其次，采取結(jié)合多?個數(shù)字天氣預報模型的方式，能夠規(guī)避惡劣氣候條件的影響，實現(xiàn)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(jié)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，更利于發(fā)揮各預測性能的協(xié)同作用，實現(xiàn)各模型的?優(yōu)勢互補與各模型信息的優(yōu)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(shù)據(jù)，可進一步減少風電功率短期預測的誤差。

4.3并網(wǎng)技術(shù)和最大風能捕獲技術(shù)的研究

在研究風電新能源的過程中，應(yīng)對并網(wǎng)技術(shù)和最大風能捕獲技術(shù)進行?深人的研究，在研究中發(fā)現(xiàn)風電場受風力和風機控制系統(tǒng)的影響很大，經(jīng)常出現(xiàn)力道不平衡的現(xiàn)象，其對電網(wǎng)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(tǒng)的性能，實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和提高處理?故障的能力，需要對風電場并網(wǎng)的發(fā)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(wǎng)技術(shù)的重要研究方向之一。目前，獲取風能的最佳方式是調(diào)整葉片直徑和發(fā)電機組自?身的功率和轉(zhuǎn)速。風電系統(tǒng)的集成技術(shù)和風能的最大捕獲量，是今后風電?新能源發(fā)展的重要任務(wù)之一。

結(jié)束語：風電新能源屬于現(xiàn)階段應(yīng)用十分廣泛的能源之一，得到了社?會各界的廣泛關(guān)注。但在風電發(fā)電過程中仍存在諸多問題，嚴重制約風電新能源的進一步發(fā)展，同時影響輸電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定運行。因此，需對其?存在的問題進行深人分析，優(yōu)化風電并網(wǎng)技術(shù)，促進風電新能源的發(fā)展。

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