风电新能源发展与并网技术探讨

　　摘要：电新能源不会对环境造成污染，已广泛地应用在我国多个产业领域之中。我国一直倡导走绿色可持续发展的道路，而风电新能源与我国的发展理念高度契合，所以应该注重风电新能源的开发与利用，不断升级风电新能源的相关技术，发挥出风电新能源的实际优势与价值。风电新能源在使用过程中需要结合并网技术，能够发挥出风电新能源的最佳应用效果。

　　关键词：风力发电;新能源;发展;并网技术;可持续发展

　　引言

　　发展起到参照与促进作用。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。随着新能源发电技术的逐步成熟，风力资源的开发利用越发自如。但风电新能源的发展仍处于摸索阶段，有较大的发展空间，还需多措并举，逐步解决我国风电并网技术难题，以推动风力发电工程稳中求进。

　　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。

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　　2当前我国风电新能源发展中存在的主要问题

　　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。

　　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开发效率低

　　风能能量的密度较小，需采用较大风轮尺寸的风力发电机，以获取同等的发电容量。但实际上，风轮机对风能资源的开发效率普遍偏低，最大效率不超过60%。在实践中受多种因素影响，水平轴风轮最大效率为20%-50%，垂直轴风轮机的最大效率为30%-40%。

　　2风电并网技术探讨分析

　　2.1风电并网仿真技术分析

　　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，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。

　　2.2光伏并网储能系统

　　光伏并网储能系统多用于光伏发电系统的电力满足负载需求后有剩余且峰值电价较高的大型城市，储能可以存储多余的发电量，提高光伏发电自发自用的比例。光伏并网储能系统的工作原理示意图如图3所示。此类系统主要由光伏组件、蓄电池、并网逆变器、并网储能机、电流传感器、负载及电网构成。该系统中，当蓄电池处于未充满状态时，若此时电流传感器检测到有电流流向电网，则并网储能机开始工作，其会先将光伏电力存储到蓄电池中，直至蓄电池充满后，光伏电力才通过并网逆变器为负载供电;当蓄电池处于充满状态且光伏电力可满足负载用电时，光伏电力则会通过并网逆变器将电力并入电网;而当电网无法供电时，则可通过蓄电池放电来为负载供电。这样储能系统既起到了调峰、调频的作用，又可以因光伏电力上网而获得一定的收入。

　　2.3电力调度技术分析

　　提升新能源并网调度运行管理水平，实现新能源高效消纳。借助人工智能、大数据等新技术，提升电网对海量新能源发电设备的运行管理能力，提升新能源基础数据质量和预测建模的智能化水平，建立高精度、高可信度的新能源功率预测系统，为高比例新能源并网优化运行奠定坚实基础;从源、网、荷、储、市场交易等多方面发力，不断挖掘电

　　力系统运行灵活性，提升适应新能源随机波动性的调度运行水平和风险防御能力，支撑高比例新能源高效消纳。加快推进新能源并网技术标准升级，加强新能源并网性能的检测认证和在线评估，提升高比例新能源安全运行水平。

　　3风电并网技术完善的有效措施

　　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。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。

　　结束语

　　加快太阳能发电、海上风电等基础设施及相关测试平台建设，提升新能源发电对系统运行的主动支撑和并网友好性能，促进新能源发电设备性能升级，使新能源成为优质电源。建立大规模新能源集群多场站、跨时空尺度协调仿真平台，攻关高比例新能源并网的电力系统安全稳定运行技术瓶颈，提出能源转型中新能源与电网安全运行协调发展技术解决方案，引领新能源高质量发展。

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　　作者：董海军