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摘要：近年来，在我国经济快速增长的今天，风电规模不断扩大，为我国社会的发展提供了重要帮助，然而风电并网时，会对现有电力系统造成较大的影响，降低电能质量，影响电网稳定性，不利于电力能源的使用。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。
关键词：风电发展；并网技术；措施
1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。
2我国风电新能源发展中存在的问题
2.1风能的稳定性不高
因为风能属于一种过程性能源，风向、风力以及风速受多种因素的制约与影响，本身具有随机性与不稳定性，很难掌控。因为对风资源很难进行掌控，所以导致风电机组所产生的电能波动范围大，随机变化程度较大。
2.2风能的存储难度大
蓄电成本与发电成本存在很大差异，相比而言蓄电成本要高出很多，因此在风能发电机组中几乎没有蓄电能力，通常都是以输出电量作为根本来对收纳的电量进行合理调节。
2.3风电场的分布位置不均
依据我国地形地貌进行整体分析，我国风能资源较为丰富的地区与负荷中心二者之间的距离相差比较远，电网基本设施架构也较为薄弱，这是影响当地电网输电能力最直接、最明显的因素，在开发大规模风电能源的时候，需要建设与之相配套风电运输工程之后，才能进一步对电网的建设实施强化措施。
3风电并网技术探究
3.1风电并网仿真
风电并网技术能够建立仿真模型来对风力发电系统的运行过程进行模拟，以便于人们分析和了解电网和风电之间的影响作用。在我国有着诸多类型的风电机组，这些风电机组有着不同的特性，因此对普适性强的通用模型进行建立是非常困难的。而且大规模时空不确定性风电在末端电网中的集中接入，使得以往的仿真方法愈发难以适应风电并网的研究要求。因此，我国急需探寻通用性强的风电机组建模方法，以此对子模块模型库以及通用化模型结构进行建立，以便于辨识和实测其关键参数，进而确保能够准确模拟出不同种类风电机组的主要特性。当前，我国针对不同种类的风电机组，以实测参数为依据对多达150个不同型号的风电机组的仿真模型进行了建立，其仿真暂态误差控制在20%以内，这使得我国无论是在仿真模型数量上，还是在仿真精度上，都领先于国外其他国家。现阶段，我国电力科学研究院已经能够采用时序生产模拟法，并建立了通用性较强的风电机组模型，从而实现了对一体化风电并网仿真平台的建立，进而使电网和时空不确定性风电间的影响关系得到了全程化模拟，进而使大规模风电并网的仿真要求得到了有效满足。
3.2风电功率预测
在风电并网中，往往还需要对某段时期的风电功率进行预测，而功率预测则需建立相应的数学模型，通过功率预测能够掌握风电的波动规律，进而避免风电不确定性给发电造成的不利影响，可以说，风电功率预测是确保风电消纳的前提。按照功率预测时间的长短，可将其划分成超短期功率预测、短期功率预测以及中长期功率预测。其中，对于超短期的功率预测，其预测尺度往往在4h以内，而短期的功率预测则是未来三天内。功率预测能够保证功率平衡，实现合理的经济调度。现阶段，我国已广泛采用短期功率预测技术，该技术涉及到统计方法、物理统计方法以及物理方法。通过多年的实践，我国已开发出风电功率预测算法，并针对算法制定出了一系列的调试、系统开发以及现场安装等方法，此外，我国还应用支持向量机、人工神经网络等技术来对风电功率预测模型进行了构建，同时建立了流体力学计算模型、线性化物理模型等，此外还联合采用了多种预测方法来对混合式的风电功率预测模型进行了建立，进而使功率预测过程中存在的历史数据缺失、风电场复杂等技术难题得到了有效解决，使功率预测具备了更强普适性的同时，进一步提高了功率预测结果的准确性。
3.3电力调度
在电力系统运行过程中，要想确保其能够得以稳定运行，就必须要进行科学的电力优化调度，在此过程中，需要结合风电的功率预测结果，为风电系统的运行预留足够空间，以确保实现有效的风电并网消纳。历经多年研究，我国学者开发出了一种基于时序递进的风电调度方法，其针对风电系统在运行过程中的不确定性区间来实现合理的风电调度。并且，我国还对风电优化调度计划系统进行了研究，并以周、日内、日前这三大时间尺度来对不确定性给风电系统造成的不确定性影响进行逐级降低预测，从而有效保障了系统的安全、稳定运行，使不确定性风电所存在的安全消纳问题得到了有效解决。为了确保风电的有序利用，还离不开风电发电计划模块，该模块功能作为一大核心功能，需要预先优化和评估风电的最大接纳能力，以确保对风电进行优先调度，在对电网基本运行方式进行确定以后，结合其全网中所有节点的功率负荷预测结果，以此实现对全网及各个节点的风电最大接纳能力的准确计算，从而确保风电的最大化消纳。
3.4试验检测
对于风电机组来说，其并网性能的提高离不开一系列的试验检测，只有进行不断的试验检测，才能使我国风电机组的制造水平不断提高，进而确保风电系统的稳定、可靠运行。风电并网检测主要包括风电场并网检测和风电机并网试验两个组成部分，其中，风电机组的并网试验需要检测风电机组的电能质量、低电压穿越能力、有功调节能力、无功调节能力、电气模型验证能力以及电网适应性能力等。而对于风电场并网检测来说，则需对风电场的风电机组在电能质量、并网性能、有功/无功控制能力以及低压电穿越能力进行检测和评价。风电机组的种类、型号众多，这也导致其检测需求大幅增加，因此需要对相应的试验检测平台进行建立。同时，为了使电网扰动能够进行在线精确模拟，并解决试验设备无法共享、试验机位重复性利用等问题，我国还研究出一种以阀控技术为核心的电压跌落发生方法，进而确保风电机组在不停机的情况下能够进行低电压穿越测试。此外，我国还分别以电压源串联全功率变流技术、高低频独立运行技术为核心研究出了能够测试电网适应性的技术方法，进而使电网适应性能够进行无干扰的试验。
结束语
本文通过对风电新能源以及并网技术的分析与探讨，对我国风电能源的研发有了更深一步的了解，风电能源的开发以及并网技术的研发是充分利用风电能源的关键所在，可以有效推进我国社会经济的可持续发展。
参考文献
[1]赵文江.有关风电新能源发展与并网技术的探讨[J].电子制作，2017（18）：73-74.
[2]金亚平，高晓霞，李奕雯.广东省海洋科技创新与发展工作座谈会透露3亿海洋专项资金助推海洋产业发展[J].海洋与渔业，2018（02）：17.
[3]许国东，叶杭冶，解鸿斌.风电机组技术现状及发展方向[J].中国工程科学，2018，20（03）：44-50.
[4]张全成，张永明，林钧斌，孙斌.风电新能源发展与并网技术分析评价[J].上海节能，2011（03）：19-23.