兰川
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摘要：新时期新能源发电在电力事业发展中得到推广和应用，风力发电作为新能源典型代表，做好风力发电并网运行工作至关重要。下面文章对风力发电并网运行风险与风险管理措施展开探讨。
关键词：风力发电；并网运行；运行风险；并网风险
引言
风力发电作为多微网的主要组成单元，与多个分布式电源、储能装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的多微网协调发电系统，是一个能够按照目标，实现自我控制、保护和管理的自治供电系统。
1风电新能源的基本特点概述
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，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。
2风力发电并网运行的风险
社会发展与进步，风险客观存在，造成损失的概率大小随生产力不断进步在持续改变。对其分析和研究有着不同的途径和方法，其定义也不尽相同。不确定性对目标的影响是ISO31000国际标准化组织对“风险”的定义。事件发生的概率和产生的后果这两个基本要素用来衡量风险的大小。系统中电力负荷的不确定性、设备的随机故障导致对系统运行准确预测难以实现。通过对辨识系统失效事件发生的可能性进行电力系统的风险评估，用来分析不同工况下系统各种指标越限的严重程度。风险所具有的主要特点包括:第一，客观性:风险的存在是客观的，不受主观意志而发生改变。第二，普遍性:风险存在社会生产和生活方方面面。第三，偶然性:不同风险的发生可能性有所不同，其发生具有随机性和不可预估的特点。第四，必然性:当风险值达到一定程度时，其发生的概率达到100%。第五，可控性:通过改变系统中的受控变量，可对风险的大小进行控制。多微网中的风力发电并网可以提高大电网的弹性，改变网络结构以及潮流分布，提高能量的利用率。但是也必须综合考虑其对整个电力系统产生的负面影响。风力发电并网运行将使电力系统的结构和运行状态发生很大的改变。微电网中风力发电属于间歇型发电，其输出功率具有随机性，当电力系统中的负荷发生波动时，这将会给电力系统的稳定运行带来一定的风险。
3风力发电并网运行风险的规避措施
3.1发电侧储能电站应用分析
首先，平滑出力曲线，风电等可再生能源出力受天气等因素影响较大，大规模并网后对电网的冲击严重，在风电场中建设储能电站有助于平抑风电出力波动，平滑发电出力曲线，解决电压跌落等电能质量问题，提高风电并网可靠性，促进风电消纳与利用。其次，系统黑启动，黑启动是指在故障停电后通过系统中具有自启动能力的发电机组，带动无自启动能力发电机组相继启动，最终实现整个系统恢复的过程。
目前，国内已经成功实现了数起黑启动试验，但大多数黑启动电源以水电和燃气机组为主。发电侧建设储能电站后，可在系统黑启动时放电，提供黑启动服务。另外，削峰填谷。峰谷差较大的情况下，发电侧储能电站可在系统低谷时作存储电能，在高峰时释放电能，有利于减少对系统备用容量的需求，承担火电机组调峰任务，实现系统负荷水平控制和负荷转移。
3.2风电机组设备的选型
针对风力发电，不但要重视风力发电机设备自身问题，更要关注变电设备、SVG、输电线路、箱变等设备。因此需要考虑整体系统的可靠性，而不单指风电机组对并网运行的风险。故在项目前期选型阶段，对产品的选择因重点考虑，包括风力发电设备、升压站设备、输电线路材料、站内二次继电保护部分。大部分投资商对于风电单元较为重视，往往降低了对站内设施的考虑，相对于风电场而言，站内的设施设备重要程度应当优于风力发电机组，这与煤电站有些相反，风力发电机组属于很多发电单元的集成，个体发电单元容量较小，对电网运行带来的风险不大，同时风电机组的故障存在必然性和客观性。因此风电发电单元的故障对于整体并网运行影响很小。因此在前期选型阶段，更要重视对升压站内设备的选型、输电线路施工质量，能够有效规避并网运行的风险。
3.3扩大风力发电厂规模
在风电大规模并网的背景下，电网必然会受到风电的影响。加入风电并没有占据较大的比例，或者风电机组注入的功率很小，则电网能承受风电所带来的不稳定，风电并不会制约电网的发展。但实际情况中，风电是大规模并入电网的，而且，风电相对发达的地区往往人口稀少，所以，电网的结构本身会比较薄弱，导致风电会占据电网较大的比例，从而导致电网潮流分布改变，以及改变电网的节点电压，无论是波动还是闪变，都会对当地的电网产生极大的作用。同时，风速甚至会导致风电机组停止发电，进一步提升了调度的难度。虽然目前利用气相、超级计算机能够对天气作出一定的预测，但是，依然不能满足电网调度的要求，导致风电大规模并网之后，仍然会对电网有极大的干扰，而且难以控制。因此，可以采取控制风力发电厂规模的方法，降低风电对主电网的最大注入率，并在未来的建设中不断改良主电网的建设，提升主电网对风电波动的控制和承受能力，保证电网的稳定。
3.4降低功率损耗，缓解风电电网压力
风电电网的功率损耗可以分为有功损耗和无功损耗两种，对功率损耗进行研究可以解决风电电力线路之中存在的问题，通过降低功率损耗能够降低风电系统的用电负荷，从而提高风电设备的使用寿命。所以风电场要对有功功率采用公式进行计算，将导线的路径选择合理的方式，从而最大限度降低电阻的压力，使有功损耗尽可能降低；对于降低无功功率来说，要根据风电场的实际情况来选择适宜的变压器，对无功功率进行有针对性的补偿，当前我国风电场大都采用整合电网资源、并联电容器、同步调相机和静止无功补偿器等几种无功补偿方式，都能够有效缓解风电并网的压力，进而提高风电并网系统整体的稳定性和安全性。
结语
综上所述，风力发电具备无能耗与无污染的特点，在国内电力系统发展中，风力发电承担重要职责。结合实践研究与数据分析，还需要重视风力发电存在的风险问题，并制定有效的管理措施，从而满足风电并网的实际需求，提高电力系统运行水平。
参考文献
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