(大唐集团内蒙古分公司赤峰事业部 内蒙古赤峰 024000)
摘要：社会快速发展的今天，逐渐加大了能源的消耗量，不仅降低我国能源储备量，不利于长远发展，而且还对环境造成较大破坏，因而需要开发出更多新型的无污染能源。这一背景下，我国开始对风力发现进行了研究，并取得了不错的效果。所以，本文就风电新能源的发展现状及其并网技术进行了研究，仅供参考。
关键词：风电；新能源；并网技术
当今人类生存和发展急需解决的是能源和环境问题。进入21世纪以来，世界各国为了保证各自的能源安全并应对气候变化，纷纷调整能源战略，加大可再生能源的开发和建设力度，尤其是风能的开发和利用。风力发电作为一种可再生的绿色能源，以其无污染、储量丰富、成本低廉、使用前景广阔的优势倍受世界各国的重视。我国由于海域面积辽阔，风能储量很大且分布较广，开发潜力很大。近年来，在能源和环境危机日趋紧迫的情况下，我国政府实施了一系列新的能源战略，对能源结构进行了调整，风电产业及技术水平得到了飞速发展，但在风电并网技术方面还存在一些问题，总结并分析如何解决这些问题，对深入推进风电产业的健康、可持续发展意义非凡。
一、风电发展现状
在我国，很早就对风电产生了重视程度，并逐渐扩大风电的应用规模，据相关部门统计，截止到2019年上半年，我国风电容量为193GW，与6年前的77.2GW相比，将近提增长了两倍，其中在2019年上半年，新装机容量为20GB。从发电量的角度来说，风电发电量也在迅猛增长，在2019年上半年，风力发电总量为21445亿kWh，与同期相比，增长了11.5%；而全国平均风电利用小时数为1133h，与同期相比，降低了10h。从分布的角度来说，内蒙古风电容量最高，为2896MW，占我国总容量的15%左右，其次为新疆，风电容量为1926MW，而其他地区的风电装机容量相对较少一起，其中，处于沿海城市的浙江与上海，风电装机容量只有157MW与71MW。
二、风电并网对整个电网的影响
虽然风电具有污染小，可再生的特点，但将其接入到电网后，将会对整个电网造成一定影响，具体来说，主要包括以下几个方面：（1）降低电能质量。以往阶段，风电装机容量较低，且通过异步发电机的方式，将其接入到配电网内，虽然这样接入较为方便，且成本较低，但由于设备性能较差，很容易受到外界冲击，因而很容易产生一些不良现象，如谐波污染等，降低了电能的质量。（2）风电场运行时，会利用一定的无功功率，而将其接入到电网后，由于容量的增加，导致无功功率缺失，进而使电压产生波动。（3）对于风电来说，存在不稳定的特点，受到这一特点的影响，导致其失去出力时，将会导致电网频率降低，风电占比越高，这一现象更加显著。（4）风电的接入，对以往电网产生了较大的变化，为了确保整个电网顺利运行，电力单位应重新对其进行规划。
三、风电新能源的特点
风力发电是在风力发电机及其控制系统的作用下，将风能产生的机械能在完成一系列控制操作后转化为电能的过程。风能发电的特点在于风能是可再生的，发电过程中不会释放废气造成污染，具有节能环保且造价低的优点，但也存在一些不易控制的因素，具体如下。
1.风能具有不稳定性
风能是一种间断性能源，风速和风向随季节和气候的变化而发生变化，致使风能具有随机性和间歇性，这些不稳定的特点决定了风力发电机很难调控出力大小的均匀度，因此，风电机组发出的电能也是波动的、随时变化的。
2.风能的密度稀疏，风能发电不方便
大量储存风力发电机的风轮尺寸只有做到足够大，才可以取得与其他发电设备相同的发电容量。
风力发电系统储存电能的成本很高，远大于其发电的成本，因此，整个风电系统中几乎没有蓄电的能力，一般是通过调节收纳电量来完成输电，所以风能发电输出电量的大小是不均衡的，对并网的技术提出巨大挑战。
3.风电场分布位置偏远
我国风资源丰富的区域一般在沿海地区，居住人口稀少，距离用电负荷中心较远，加之当地电网架设结构薄弱，风电外送受到一定制约，急需加强电网建设，这使国家的电网建设及传输都面临考验。此外，风能的不可控性导致风能发电的电网具有不可调度性，这些不稳定因素造成的结果就是：风电场容量在整个电力系统中的占比是引起电网稳定性的决定因素，即占比越大，电网稳定性越差。
四、风电并网技术的优化措施
1.风电功率评估
对风电进行转化时，需要采用很对并网技术，其中，最主要的是对风力发电量进行评估。随着我国风电事业的不断发展，社会各界逐渐对风电进行了大量研究，通过这些研究可以发现，可以利用天气预报的信息，构建出不同的分析模型，将这些模型组合到一起之后，计算出相对较为精确的结论。首先，在该技术当中，主要应用了天气遇到的分析信息，由于我国天气预报技术较为完善，使得其采集到的天气信息较为准确，为风力发电以及并网提供了良好支持。其次，通过对风电设备周边信息的采集，准确掌握风电场所的具体情况，并以此为基础，确定出轮毂的风向，以及风力的流动速度。最后，利用上述得到的结果，可绘制出相应的功率曲线，从而推导出风机的实际功率。通过这一技术的应用，能够为风机的选择提供重要帮助，从根本上改善了预测不准确的问题，极大程度上提升了预测的精确度。
2.无功补偿方式
通过大量时间研究表明，在风电并网时，存在很多问题，其中，最为常见的是电压稳定性较低，而导致这一问题出现的主要原因则是风电设备运行过程中，需要一定的无功功率表，特别是异步发电机，这一问题更加显著。所以，想要使电网更加良好的运行，应采取科学、合理的无功补偿方式，具体来说，可以从以下几个方面着手：（1）在现有风电系统内，安装动态无功补偿装置，如SVC补偿器等，通过这类设备的使用，优化风电的暂态性能，增加风电场的最高容量。确定SVC容量时，不仅要考虑SVC的调节性，同时还要集合风电场的容量，关注电网的内部结构等。（2）改进电网结果，或者是提高符合功率，也会增加风电容量，并优化风电暂态性能。（3）对风电系统进行检查，确保其无故障之后，将低电压的部分隔离，使得整个风电系统运行时，能够一直采用最佳的控制方式。但需要注意的是，若隔离部分较多时，应分析电网调控性能，确保低电压部分隔离的同时，不会对调节功能造成较大的应用，使电网可以安全、稳定的运行。
3.对大容量风电系统的研发
目前，我国缺乏对大容量风电系统的研发。随着国家对风电能源的大规模开发，风电机组单机装机容量不断增大，在此要求下，相关部件和控制子系统的设计难度也越来越大，研发大容量、高性能和可靠稳定的风力发电机成为当务之急。如何突破这一瓶颈，研发出新的控制、设计技术是目前世界风力发电领域面临的技术难题，因此，大容量风电系统的研发是未来风电系统的重要发展方向。
结语
面对当前能源紧缺、环境污染严重的局面，风电建设步伐逐渐加快，电网中风电场容量的比例将会越来越大，这将会给电网的稳定运行带来很大的影响。所以，为了使风电更好地接入到电网当中，应采取科学的方式对风电功率进行评估，并通过合理的手段向风电系统提供无功功率，以推动社会更好地发展。
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