纪玲玉、蒋意
国网张家界供电公司 湖南张家界 427000
摘要：开发新型能源已经成为各国广泛关注的问题之一。特别是当前，人们对于环境保护方面的意识正在不断加强，新型能源（如风能、太阳能、地热能）等，正在得广泛应用于发电等各个领域。新能源的使用也符合现代的绿色发展理念，在日常生活和生产中也发挥着越来越大的作用。但是同时在其实际应用当中，也存在一些问题需要解决。基于此，本文主要以风力发电为例，对新能源发电在并网系统控制方面的发展及并网技术进行分析，可供参阅。
关键词：新能源；发电；并网；控制；策略
1风力发电的概述
风力发电的原理就是运用风能与电能之间的单向能量转换实现发电。风力发电后进行并网的过程中，要确保发电机与电网之间的频率是一致的。一般风力发电后主要会有两种形式，两者在电机的运行速度与信号频率上有所不同。当速度与频率保持恒定指标的时候，主要通过使用异步感应发电机等进行风力发电，确保速度失衡后能够及时调节。当速度不同时，主要通过电子电力变频器来确保发电机能够以恒定频率输出电能。
2风电新能源的主要特点
2.1设备体积大，效率低
以同等发电容量为例，风力发电其主要部分——风轮的尺寸与水轮机相比，要大上几十倍的。从它的效率来说，虽然理论上的数据最大效率可以达到为59.2%，但是从实际应用效果可知，达不到这一标准。如水平轴的风轮机，它的最大效率应该是在20%~50%左右，垂直轴的风轮机，它的最大效率大约的数据为30%~40%左右。
2.2风电场地理位置偏远
当前，我国风资源丰富的地区多处于偏远地区，这些微区距离电负荷的中心多有很长的一段距离，而且其电网的网架结构十分的薄弱，这造成了当地的电网难以在输电方面发挥功能，即风电产生的电能难以对外输送。因此，开发风电，必须将与其匹配输送工程列入工程项目内容，提升电网建设水平，使其成龙配套，避免造成有电无处送的被动局面。
2.3风能无法实现大量储存
目前，风电的蓄电成本与发电成本相比要高出很多，也就是说，对整个电网来说，它基本上没有储存电能的能力。大多数情况下，要把输出电量来作为调节收纳电量的前提条件。而且风电机组无人值守，加上风能的特点是不可控制的，电网不具备可调度性，难以做到以负荷大小为依据进行风力发电的合理性调节，这都是摆在面前的实际性问题。
3电网受到风电现实发展的影响
3.1电能质量受到影响
由于风电场在整个供电网络来说，是处于末端的位置，它所在的配电网，缺点很多，如电压低、结构上十分松散、承受各种冲击的能力不强等，所以风电极造成配电网出现谐性污染及电压闪变的情况可能性极大。
3.2系统难以保证强稳定性
（1）电压难以保持稳定。当前，在风力发电系统中，异步发电机占据了绝大部分，是由它的外部系统为它提供无功功率来支撑的。如果在风电场具有比较大的容量的时候，此时无功功率或会呈现出控制力难以满足要求的情况，这也会直接影响到电压的稳定性，造成电压变化较大现象的发生。对大部分风电场来说，由于使用的是异步式发电机，如果其电网里面又注入新的功率时，变速恒频风电系统就会通过电网内部吸收无功功率，这样的情况下，风电场便很可能造成电压崩溃，或是降低其电压方面的稳定性。但是，当提供给系统的无功功率在很多的情况下，可等同于风电场并网，其影响是增强了静态部分的电压稳定性。
（2）频率方面的稳定性。如在系统中，风电容量比例占据较大的时候，它在输出功率方面的波动性，会在一定程度上影响到电网的频率，也就是会在一定程度上影响到电网电能方面的质量，对电网中其他机组频率的响应能力提出要求，要具备展开跟踪并同步调节的能力，以实现频率波动的抑制作用。风电的不稳定特点为，决定了风电在失去出力之后，使电网的频率减小，特别是在风电占据的比重较大的时候，会影响到系统的稳定性。
4改善风电并网性能的有效对策
4.1做好设计方面的工作
应该从装置设计方面，提升科技含量，确保其质量，以使其电子控制装置更加合理，以更好地解决风力发电方面的缺陷。同时还要对风电场因规模扩大，对大量使用异步发电机产生的电压崩溃问题，也要采取相应稳定措施。
4.2做好关键性数据的确定
为使人们有效掌握控风能，需要在风电场设计过程中，确定风电的“最大承受注入功率”，其目的是使风力发电可靠性再提高，发电效率再提高。为解决风力发电时因潮流量产生各种问题，必须确定其数值，需要在实际落实中，针对不同地区、环境及特殊因素，适当选取。
4.3优化保护装置
为了解决风电机组在运行中由于各种因素对风力发电效率造成影响的问题，应用必要的保护性措施，对风电机组及其相关设备进行保护。也就是说，要对原来的保护装置进行各种优化，同时，引入先进的技术，以实现发电量的进一步提高。主要采取的方式是：采用动态方式进行无功补偿，目的是对系统的暂态特点加以改善，实现风电场安全容量再提高。这方面应主要注意的是：在设计动态无功补偿装置所有的容量时，应将电网结构、SVC调节的特点、风电场容量都列为设计的依据。对电网结构进行强化，也是个好的措施。在负荷功率因数得到提高的同时，也会使系统暂态稳定性以及风场的安全容量得到同步性提升。此外，以低电压方式，实现风电机组的自动切除，对于在调控系统产生故障后，保持在电网维护后稳定也是十分有效的。但是需要注意的是，对电网的调控能力要良好把握和了解，必要时，可以用直流方式接入到电网中。
5新能源发电并网系统的未来发展趋势
新能源的发电方式在现代社会已经逐渐显露出它所特有的的优势，未来的发电模式可能会出现进一步融合的现象，不同的能源方式会进行组合，分布式能源技术和全新的储能技术会在未来进行有效的结合，通过利用不同新能源的优势实施最优化的组合方式，并且根据传统的发电方式中所存在的不足，进行一系列的调整和控制，同时也会进一步做好智能配电网的开发与研究工作。目前，在国际上开始对新能源发电并网系统的研究发展到对智能电网的研究之上了。智能电网这个概念首先是在美国得打提出的，智能电网的建立在最初的时候主要是对电网中存在的老化问题进行一个有效的解决，使得对原来的电网在发电与配电的过程中做到有效的改造与升级，使得在电力系统的运行过程中，能够做到更加的环保与高效。
6结语
本文以风电新能源为例，对其发电并网方面的措施进行探索、讨论与总结，希望对推动风产业发展发挥作用，使风电产业发展取得更大进步。总体上来说，各种新能源的发电过程还存在一定的不稳定因素，这就需要在电能转化和输送过程中，加强对并网系统的控制。只有稳定的运行，才能让新能源发挥出更大的作用。
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作者简介：
纪玲玉（1993.05），性别：女，籍贯：湖南，民族：汉，学历：本科，职称：助力工程师，职务：变电运维人员，研究方向：新能源发电；
蒋意（1989.12），性别：男，籍贯：湖南长沙，民族：汉，学历：大学本科，职称：助理工程师，职务：配电业务室副主任，研究方向：配电自动化及其应用。