风电并网运行的频率稳定问题研究

董盛春 仝辉

摘要：风力并网运行是当前我国电力事业新能源发展的重要基础，风电并网运行对电力系统频率稳定造成极大困扰，做好频率稳定控制具有重要意义。文章通过对频率稳定问题进行分析，提出相应的改善措施。

关键词：风电并网;风电运行;并网运行;频率稳定

作为一种新型能源，风能具有很多优点，如无污染，来源广泛等，使其被社会各界广泛关注，并应用到电力实业当中，为我国电力实业的发展提供了重要帮助。然而，风电与电网连接时，往往会对整个电网造成一定影响，不利于电力能源的使用，对社会的发展造成一定危害。因此，对风电发展与并网技术进行研究具有重要意义，为风电与电网有效结合奠定良好基础。

1风电并网的必要性

传统的发电是利用燃煤或燃气燃烧使热能转化为动能，然后转化为电能，会形成大量的氮氧化合物和碳氧化合物，对环境造成不利影响，而且处理发电带来的二次污染费用十分高昂。而风力发电和太阳能、水能发电一样，都属于绿色自然能发电范畴，清洁无污染，对我国的绿色可持续发展具有促进作用。另外，我国风能资源丰富，具有风能发电的基础优势，而且近些年来风能发电量迅猛增加，为我国工业发展做出了积极贡献。在我国的发展规划中，2020年要实现20GW的风电发展目标。风力发电的一种形式是离网型，即自行成网，不接入电网系统，和水利发电相结合能解决偏远地区的供电需求。但是，离网型风电形式没有充分发挥出风电的巨大优势，故此风电并网成为一种趋势。因为除了环保优势，风力发电占地少，建设工期短，而且最主要的是可以进一步实现智能化电网管理。再者，并网之后，风力发电厂可以获得电网补偿和支撑，从而进一步提高风能利用水平，以提高洁净能的利用价值。

2风电并网运行的频率稳定问题

虽然风电具有污染小，可再生的特点，但将其接入到电网后，将会对整个电网造成一定影响，具体来说，主要包括以下几个方面：第一，降低电能质量。以往阶段，风电装机容量较低，且通过异步发电机的方式，将其接入到配电网内，虽然这样接入较为方便，且成本较低，但由于设备性能较差，很容易受到外界冲击，因而很容易产生一些不良现象，如谐波污染等，降低了电能的质量。第二，风电场运行时，会利用一定的无功功率，而将其接入到电网后，由于容量的增加，导致无功功率缺失，进而使电压产生波动。第三，对于风电来说，存在不稳定的特点，受到这一特点的影响，导致其失去出力时，将会导致电网频率降低，风电占比越高，这一现象更加显著。第四，风电的接入，对以往电网产生了较大的变化，为了确保整个电网顺利运行，电力单位应重新对其进行规划[1]。

3风电并网运行下频率稳定提升策略

3.1优化风电工程建设布局结构

为了进一步有效推进我国风能发电网建设与发展，根据我国不同地区的实际情况，在风电并网技术推行以及风电网建设过程中推行“闭环结构开环运行”的方式，通过此种运行方式可以有效保证电网运行的稳定性。其根本原因在于电网网络建设过程中，电网网络主要表现为一种环形的状态，一旦发生线路方面的故障，就会转变为一种辐射形态。因此，如果是线路出现故障，需要及时联系有关工作人员合理运用开关，将电能运输通过其他线路进行传输，保证电力系统的正常运行，保证电力用户不受影响，最大限度地避免电能损耗，保证电力设备与发电机组的安全、稳定和高效运行。

3.2无功补偿方式

通过大量时间研究表明，在风电并网时，存在很多问题，其中，最为常见的是电压稳定性较低，而导致这一问题出现的主要原因则是风电设备运行过程中，需要一定的无功功率表，特别是异步发电机，这一问题更加显著。所以，想要使电网更加良好的运行，应采取科学、合理的无功补偿方式，具体来说，可以从以下几个方面着手：第一，在现有风电系统内，安装动态无功补偿装置，如SVC补偿器等，通过这类设备的使用，优化风电的暂态性能，增加风电场的最高容量。确定SVC容量时，不仅要考虑SVC的调节性，同时还要集合风电场的容量，关注电网的内部结构等。第二，改进电网结果，或者是提高符合功率，也会增加风电容量，并优化风电暂态性能。第三，对风电系统进行检查，确保其无故障之后，将低电压的部分隔离，使得整个风电系统运行时，能够一直采用最佳的控制方式。但需要注意的是，若隔离部分较多时，应分析电网调控性能，确保低电压部分隔离的同时，不会对调节功能造成较大的应用，使电网可以安全、稳定的运行[2]。

3.3提高电能消纳水平

电网供电可靠性和电能消纳水平有直接关联。在现如今没有实现全国电网智能联网的情况下，若地方发电量超过用电量，会造成窝电现象，而窝电会阻碍风力发电并网，因为本身燃煤发电、燃气发电已经足够本地电能消费，自然无须风力发电，会导致风力发电设备搁置，造成社会资源浪费。提高电能消纳水平，应鼓励当地经济建设过程中提高电能利用水平，但是因为电能是有偿消费，价格影响之下会抑制消费能力，需要考虑当地的具体情况，再调整价格。这就需要市场机制充分地进入电力市场，实现灵活的消费机制，刺激当地电能消耗。只有如此，才能使当地风力发电融入电网中，提高洁能发电使用率，改善当地的环境水平。

3.4降低功率耗损以及电网压力

电网功率通常划分为两种：有功率消耗;无功率消耗。要想更好地对风电网的有效功率进行计算，需要选择合理的导线路径，在传输量最大的基础上降低电阻的压力值，最大范围内降低以及减少有效功率的损耗，保证有效功率传输的高效性。对产生的无效功率，要依据风力发电场的实际情况，有选择地选用专业变压器来负责电场的供电以及发电，针对性地进行无功补偿。在我国当前风电新能源的发展现状及其并网技术的发展现状来讲，整合风力电网资源，开展无功补偿，采用并联电容器、同步调相机以及静止無功电力补偿器三种电力损耗无功补偿的方式。充分结合电网的基本特点以及电网建设的基本需求，针对性选择可以最大限度降到风力电网运行负荷的建设方案，有效降低功率损耗，创造更多的经济价值与社会效益[3]。

3.5风电功率评估

对风电进行转化时，需要采用很对并网技术，其中，最主要的是对风力发电量进行评估。首先，在该技术当中，主要应用了天气遇到的分析信息，由于我国天气预报技术较为完善，使得其采集到的天气信息较为准确，为风力发电以及并网提供了良好支持。其次，通过对风电设备周边信息的采集，准确掌握风电场所的具体情况，并以此为基础，确定出轮毂的风向，以及风力的流动速度。最后，利用上述得到的结果，可绘制出相应的功率曲线，从而推导出风机的实际功率。通过这一技术的应用，能够为风机的选择提供重要帮助，从根本上改善了预测不准确的问题，极大程度上提升了预测的精确度。

结语

综上所述，风电并网是必然趋势，是我国绿色可持续发展的根本保证。其中，关键点是如何降低风力发电具有的谐波、闪变现象，使其具有的反调峰特性降低。而最终的指向都是智能电网建设，因为其从微观上可以确保风电并网更加顺利，宏观上可以实现全国电网联网缓解窝电，使提高风电并网的效率。

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]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.

[3]李浩.基于数据挖掘技术的风电新能源大数据平台构建[J].电子技术与软件工程，2019（21）：151-152.