翟晓莉
北京天润新能投资有限公司 新疆乌鲁木齐830000
摘要：当前我国风力发电并网技术水平不断提高，为电力事业发展奠定了稳定基础，电力新能源的融入，对电能质量、电网调度等都造成一定影响，文章结合风力发电运行特点，探讨并网技术与电能质量控制措施。
关键词：风电并网；风力发电；并网技术；电能质量
引言
风力发电系统作为新型电力系统的组成部分，电网结构复杂，为保障供电的可靠性，需针对风力发电系统进行并网运行风险因素评估和逆变器控制的研究。加强多微网系统风险因素评估，从源头做好预警机制，利用机器学习对风力发电系统稳定运行的风险因素进行合理分析，分析影响系统稳定运行的重要因素，并结合数据获得有价值的量化数据，进而实现对系统运行状态的预判和决策。
1风力发电运行特点
自大型风电场连接到电网中后，并入电网中的风电容量不断增加，大型风电场逐渐变成电力系统电源的主要构成。风力发电和常规发电不同，其主要特点为：第一，可再生、无污染、运行管理自动化；第二，大型风电场主要建立在风能充足的北方区域，距离沿海负荷中心相对较远，且集中化与规模化特点明显；第三，风电出力具有变化快、无规律、随机性和间歇性等特点，且波动幅度相对较大，没有任何规律可言；第四，异步风力发电机组用量较大，因而运行期间，常常导致风电机组将无功功率吸收掉，最终使得电压出现大幅度波动；第五，风电功率调节能力较差，如果不使用弃风运行法，只调节有线功率，势必会影响火电机组调节功率情况。
2风力发电并网面临的问题
2.1电网受风电的影响较大
风的速度是多变与不可控的，其增加了风电场处理的不确定性。同时，当前的风能发电技术水平偏低，产生的风电量相对较低，进一步增大了电网平衡调度有用功和无用功的难度。首先，从风电对电能质量的影响入手分析，传统风电单机的容量小，其通常使用并网便利与结构简单的异步发电机直接连接配电网。由于风电发电场分布在偏远地区，网络消耗大、电压相对较低，因此受冲击的接收性能相对较弱；因此，风电新能源给配电网造成的谐波污染与电压闪变的风险系数较大。其次，从风电对电网调度与规划的影响入手分析，风能相对于传统电源，具有明显的不可预测与不可控性。并网后的风电场，电网可通过调峰容量与备用容量的差值进行风电调峰，但风电的调峰量有明显的局限性，因此会直接影响风电的实际运用率。尤其是电网无法平衡风电场的功率波动时，风力发电注入电网的功率会受到阻碍。因此，在安排发电计划前，需对系统的调峰与调频问题进行合理的规划。唯有提高电网的容量，才有利于推动电网建设与电场建设的协同发展。为实现资源优化与高效利用，远距离电能输送是重要前提，可间接带动区域经济发展，同时推动电网现代化发展。
2.2电能质量问题
在我国风电发展的过程中，因为风力发电设备单机容量的问题，导致发电量不能够满足所在区域对电力的需求。风力发电装置一般采用的电网连接的方式，这种方式的结构设计较为简单，异步发电机与配电网之间通常采用直连的方式，供电网络的末端是风电场，因为配电网的电压相对而言处于较低的水平，外加结构设计较为简单，对风电的冲击能力造成了很大的影响，最终导致电压不足，从而容易使风电在配送的过程中受到干扰，电压变化幅度较大，风电的质量不够稳定。
2.3影响发电供电计划
电网的发电供电计划都建立在可预测的条件下，但是，由于风电具有明显的不可预测性，大规模并网后会导致电网的情况也会有明显的不可预测性。所以，风电大规模并网后会影响电网的发电供电计划，电网需要针对风电可能出现的波动来进行调整，造成发电和供电计划制定的困难。
目前，会结合气象图、天气预告来对风电的发电情况作出预测，计算风能发电的供电曲线，然后，再进行整个电网调度工作的调整，以便能有效应对风电所产生的波动。同时，也要做好对风电波动承载量的计划，还要为发生计划外的波动做好相应准备，并且时刻做好对风电机组、主电网等环节的监测工作，调度中心做好数据的校正，并发布计划给相关电厂作出调整和控制，确保发电的稳定性。
3风力发电并网技术与电能质量控制要点
3.1分布式混合能源系统
采用几种新能源发电方式组成分布式新能源混合能源系统是未来新能源并网发电系统发展的主要趋势。分布式混合能源系统实现了分布式能源和储能技术的有效结合，通过发挥各种新型微型能源的优势特点，将能源与储能装置进行混合配置，从而解决单一能源供电不稳定的问题，有助于提升电力系统运行的效率和质量。同时，通过对负荷均衡化的有效控制，利用电力电子装置提高电网在独立运行和并网运行状态下的稳定性和可靠性，保证供电的质量。但在此过程中，还需要对拓扑结构和关键部件的选择以及控制策略等问题进行解决。首先，在选择新能源并网发电系统的结构与关键部件的过程中，需要通过对并网变换器拓扑建模与量化的对比分析，选择最佳的并网变换器结构，就近选择微电网使用直流总线，有利于提高电能的利用率。在确定系统内储能环节的结构和容量的过程中需要依据对各类储能装置技术的对比分析结果来进行。在研究新能源并网发电关键部件问题的过程中，首先需要对系统主电路的设计参数和各部件模型进行分析，因此，对新能源并网发电系统的主电路的设计问题，工作人员要明确新能源并网发电系统试验样机的直流母线电压以及各部件的功能定位，之后对微电源和储能装置的特点进行分析，通过建立热模型、电路模型、机电方程等对微电源及并网变换器控制模型进行分析，之后再通过验证工作开展并网发电系统主电路的设计工作。此外，对新能源并网发电系统的发展趋势进行研究与分析，还需要对多个微电源之间的协调控制问题进行研究与分析。
3.2电网智能化进程进行不断推进
针对风力发电并网会冲击电力系统问题，在设计电网过程中，如果对风力发电机组的影响予以忽略，则极易造成继电保护装置出现误动现象，进而会对电网运行的稳定性造成严重影响。此外，在电网中融入风力发电机组以后，便会出现闪变、谐波问题，且会带来极为明显的消极影响。而将智能化设备融入电网中后，则能够有效解决以上问题，有助于风电系统稳定性的提高，促使风电并网能够更为通畅的运行。在我国电力行业发展中，智能化电网建设是一种必然趋势，通过建设智能化电网，能够有效转移窝电，能够将偏远地区的风能电力成果转移至用电需求更大的地区，降低资源浪费。
3.3提升电能的质量
目前，常用的设备包括SVC有缘滤波器、动态电压恢复器等。为了能够对闪变进行有效的控制，就需要控制电压，所以，目前，方法是通过安装无功补偿装置，避免电网出现过于严重的波动，达到从源头上抑制闪变出现的目的。目前的APF设备使用了电子技术和信号处理技术，能够进行十分全面的谐波治理，设备自身就能够产生电网谐波和极性相反的电流，所产生的谐波可以达到低效谐波干扰的目的。还可以使用DVR技术，如果电网发生电压跌落的情况，就会迅速做出反应补偿电压，所以在风电产生波动或者闪变，也能马上做出补偿，保证电网的稳定。
结语
综上所述，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，还需要对存在问题进行具体分析，加强风电并网水平，提高技术应用能力，从而满足当前新能源并网的工作需求。
参考文献
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