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摘要:风电新能源属于现阶段应用十分广泛的能源之一,得到了社会各界的广泛关注。但在风电发电过程中仍存在诸多问题,严重制约风电新能源的进一步发展,同时影响输电网的安全与稳定运行。因此,需对其存在的问题进行深入分析,优化风电并网技术,促进风电新能源的发展。
关键词:风电新能源;并网技术;应用分析
引言:为了更好地推动我国风电新能源的发展,需要对其并网技术进行深入的研究,从多个角度、多个层面不断完善并网技术,提高风电系统的稳定性、可靠性、安全性,为我国发电行业做出更大的贡献,确保我国电能产业可持续发展。
1 风电新能源并网概述
随着对可再生能源的利用研究,可再生能源发电的比例逐年提高,如风力发电、光伏发电、潮汐发电等的利用,例如在山西大同建设的熊猫光伏发电厂,新能源发电也指这些不稳定的小型发电系统。传统的新能源发电主要建于用户附近,能源利用率高,经济性较强,随着新能源发电的发电功率越来越高、而新能源发电建设区域一般经济发展较为不足,电力需求不大,这造成了能源的极大浪费,因此新能源发电有了并网需求。新能源发电虽然不特指可再生能源的发电系统,但我国新能源发电主要由可再生能源发电系统组成,如光伏发电、风力发电等。因此新能源发电的发电功率并不稳定,有一定的时间性与季节性特点,这对新能源发电并网时造成了不良影响。
2 风电新能源的特点
风电作为一种新能源,其工作方式是利用相关的设备将风产生的动能转为成为电能,而风能是一种清洁的、可再生的能源,风电近些年来在世界范围内受到各个国家的重视,我国也正在大力开展风电建设。从世界范围来看,经过相关的计算表明,世界当前可利用的风能资源储量比水力资源高出10倍左右。我国的风能资源也非常丰富,可以供开发和利用的风能储量超过10亿kW,我国目前风电装机超过2亿kW。风能是一种具有代表性的无公害、可再生的清洁能源,风电在一些水资源匮乏的地区发挥着重要的作用[1],例如我国的沿海城市、草原牧区、山地高原等地区,都非常适合使用风力发电的方式提供电力能源。我国对风电建设也给予了高度的关注,国家通过财政补贴的方式大力支持全国各地开展风电建设,取得了很好的效果,目前我国多个地区已经兴建了许多大型的风电场,对我国的电力能源输送起到了至关重要的作用。
3 风电新能源并网技术分析
3.1 风电功率预测技术分析。
风电功率预测技术是风电并网中的一项重要技术,是指在一定时间段内对风电的功率进行预测,通过建立相应的数字模型的方式进行预测能够帮助技术人员更好地掌握风电波动的规律,从而能够对风电的不确定性对风电系统造成的影响进行控制,使风险在可控范围之内,对于风电系统的稳定性和可靠性有很大的帮助。风电功率预测技术分为超短期功率预测、短功率预测和中长期功率预测三种模式。超短期的功率预测一般是在指5个小时的时间段,短期功率预测的时间段一般为三天。功率预测能够使技术人员更好地对风电系统的功率进行调节,使其输送功率始终保持在一个平衡的状态,是风力发电厂提高经济效益的有效措施之一。目前我国的风电场已经能够熟练地运用短期功率预测技术,预测技术中包括统计方法、物理统计方法和物理方法,我国对风电功率的预测方法已经经过了多年的实践与发展,已经形成了一套完备的、有效的风电功率预测体系,使用了多种预测方法建立了混合式的风电功率预测模式,解决了风电系统历史数据丢失、风电场情况较为复杂的难题,使我国的风力发电厂的功率预测结果准确性有了很大的提高[2],在很大程度上提高了风力发电厂的综合经济效益,对风力发电厂的发展产生了很大的影响。
3.2电力调度技术。
电力调度优化是提高风电并网稳定性的一种有效方式,优化电力调度要结合风电的功率预测结果开展,从而为风电并网系统的正常运行预留充足的空间,确保实现有效的风电并网消纳。我国目前采用的是一种基于时序递进的风电调度方法,是技术人员结合我国风电发展的实际情况及多年的运行经验所研制而出的,具有很高的科学性,这种调度方法能够针对风电系统在运行过程中的不确定性区间,最终实现对风电的合理调度。此外,我国还对风电优化调度系统进行了深入的研究与分析,对不确定性为风电系统造成的不确定影响进行不断降低,能够有效的保证风电系统的安全性和稳定性。
3.3风电并网仿真技术。
风电并网技术能够建立起一个模型对实际的风力发电系统的运行进行全过程的模拟,从而能够使技术人员对风电系统运行产生更直观深入的了解,以便于发现系统中存在的漏洞。目前我国有着多种多样的风电机组,不同的风电机组之间的特性也不同,所以对普遍适应性较强的通用模型建立是有很大难度的,同时大规模失控不确定性风电在末端电网中的集中接入问题,使目前仿真方法已经难以适应实际的需求。目前我国针对多种类型的风电机组,已经建立了超过150种不同型号的风电机组仿真模型,都是以实测参数作为主要依据,经过技术人员的计算,目前误差能够控制在15%左右,这使得我国风电并网仿真技术有了很大的发展[3],已经走在了世界前列,是我国大规模的风电并网仿真需求基本能够得到满足,对于我国的风电建设产生了很大的推动作用。
4 风电并网技术发展趋势
4.1并网技术和最大风能捕获技术的研究。
在研究风电新能源的过程中,应对并网技术和最大风能捕获技术进行深入的研究,在研究中发现风电场受风力和风机控制系统的影响很大,经常出现力道不平衡的现象,其对电网的使用造成了严重的负面影响。因此,为了进一步提高风电系统的性能,实现系统的稳定性、可靠性和提高处理故障的能力,需要对风电场并网的发展方向进行跟踪。同时对风能的密度进行了比较,思考如何捕捉更多的风能,这也是未来风电并网技术的重要研究方向之一。目前,获取风能的最佳方式是调整叶片直径和发电机组自身的功率和转速[4]。风电系统的集成技术和风能的最大捕获量,是今后风电新能源发展的重要任务之一。
4.2风力发电机组的发展。
开发单机容量大的风电机组,如MW级大型风电机组设备,可有效降低风力发电成本。解决偏远分散地区就地供电的问题,可使用开发分散式小型与微型风力发电系统,更利于资本节约与资源高效利用。
结束语
综上所述,随着社会经济迅猛发展,人们的生活水平不断提高,对能源的需求逐步增大,能源供应逐步呈现出了紧张的态势,环境问题越发突出,因此近年来社会关注焦点逐渐向可再生能源的开发利用领域转变。
参考文献:
[1]汪成国.关于风电新能源发展与并网技术的探析[J].中国战略新兴产业(理论版),2019(14):1.
[2]邹璐.风电新能源的发展现状及其并网技术的发展前景研究[J].无线互联科技,2019(17):130-131.
[3]张跃嘉.风电新能源发展与并网技术分析[J].区域治理,2018(36):57.
[4]马春兰.风电新能源及其并网技术的发展现状探究[J].湖南水利水电,2020(2):65-66.