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摘要：风力发电是一种环保的发电技术，近年来受到世界各国的青睐。我国利用风力发电已经有了很长的时间，风力发电技术也在日趋完善。本文详细介绍了我国风电新能源的发展以及风力发电并网的关键技术，以求推动我国风力发电行业的稳步发展，创造更多的社会价值。
关键词：风力发电；新能源；并网技术；关键技术
1、新能源并网发电系统的关键技术
1.1 新能源发电技术主要方式
在我国的新能源发电技术，现阶段的发电技术大多数都是属于分布式的发电方式，分布式、新型能源这两种特点尤为突出。新型能源就是指具有环保、可持续利用、清洁再生等特点的能源。新能源的发电方式一般具有较小的发电规模，发电地质一般距离用电场所较近，而且供电系统中，一般采取分布式供电的方式。这种发电方式在工作中一般储能技术相配合，共同为用户提供电力能源。
1.2 新能源发电系统结构
新能源的发电系统是由多个发电功能单元共同组成的，发电的形式也是多种多样的，例如，有的发电单元采取风力发电的形式，有的发电单元采取太阳能光伏发电的形式，有的发电单元采取潮汐发电的方式等。这些供电单元提供的能源经过逆变器，以并联的方式进入电力系统，确保电力网络的平稳运行。
新能源发电系统的关键部位包括：并网逆变器、静态开关、电能质量控制装置。
1.3 新能源并网发电系统关键技术
新能源发电多以微网形式存在，下面主要分析微网技术。
1.3.1 微网的运行
微网的抗扰动能力不强，且我们无法控制自然资源。比如风力的大小，出现的时间，出现的频率等，这就导致微网的安全性不稳，需对其加强控制。
1.3.2 微网的故障检测与保护
微网系统中不仅存在单向潮流，也会包括双向潮流，传统的保护措施不再有效，可研发在不同于常规模式下运行的故障检测与保护控制系统。
2、风电新能源发展对电网影响研究
风电新能源在电力系统中的应用还具有较多的缺陷，其本身就具有风力不稳定、储能量较低、能量的密度较低、相关能量转换器械的效率较低等问题，因此，将其应用到电力系统中，难免会存在一定的缺陷。以风轮机为例，理论上风轮机的最大转换效率低于60%，但是在实际的风能转换中，风轮机往往并不能达到这一转换效率。垂直风轮机的转换效率能够达到30%-40%就已经是极限了，水平风轮机的转换效率更低，最低只能达到20%，高一点的能够达到50%。因此，风电新能源的利用效率还有待加强。
从电力能源的供给质量角度考虑，风电新能源的发电方式使得电力系统中闪络现象与谐波污染成为常见问题。风力发电功能单元启动后，就会导致较大冲击电流的产生，影响了电力系统的运行可靠性。在风机塔影效应的双重影响下，极易出现风机出力波动问题，造成闪变问题。而对于谐波污染，其产生的原因主要表现在发电机电子装置、并联补偿电容器运行中，因谐振出现而造成谐波污染。
另外，在风电新能源的应用过程中，对于电力稳定性的影响也是非常明显的，容易造成带单机线路断开、线路短路等电路故障，使得整个电力系统的电压不稳，频率出现波动。系统的稳定性受影响主要表现在电压稳定性和频率稳定性受影响两方面。一方面，对于电压稳定性而言，当将风电场接入电力系统中时，由于风电场需要一定无功功率的支持，这很容易造成电压的不稳定。目前，风力发电主要采用异步发电机进行风力发电，其所需要的无功功率是由外部系统提供的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是如果风电场的容量较大，就会导致现有的无功功率不能满足现实需求，呈现控制力不足的情况，极大的影响了电压的稳定性。
另一方面，风电场对于频率稳定性也有一定的影响，这种影响的大小主要是由风电场在整体系统中的容量比例决定的，如果风电场在整体电力系统容量中所占有的比例较大，就会使得输出频率的波动性较强，从而影响整体电网的频率以及电网电力能源的供给质量。在这种情况下，电力系统要想维持原有的频率稳定性，就要提升其他发电机组的频率响应能力，并进行一定的调节，才能有效的抑制风电场作用下造成的频率不稳定性。由于风力发电的方式具有一定的不稳定性，当风力消失后，电力系统的频率降低。这种情况尤其发生在风电场在电力系统中占据较大比重时，对于整个电力系统稳定性的影响尤为明显。要想消除这种影响，就要对电力调度与运行的形势进行优化，还要对系统的备用容量进行提升。因为大型电网其调节能力与备用容量非常充足，无需考虑风电进入影响频率稳定性。但对小型电网来说，便不能不考虑风电对电网稳定性以及频率偏移所造成的影响。
最后，以电网调度受风电能源的影响为例，由于并网运行中，风电调峰容量有限，这样风电场整体运行都将受到影响，假若风电场功率问题难以被平衡，便需对风力发电功率进行限制。加上风电随机性、不确定性特征，更无法使电网运行成本、投资成本等得到保障。所以，风电新能源利用下，对整个电网的稳定运行都将造成影响。
3、风电并网性能的改善对策
3.1确定最大承受注入功率与潮流量
鉴于风力发电和风速的随机性，为了促进风电在人控制下的运行效果，有必要在风电场设计时确定风电的最大注入功率，进一步提高风电场风力发电的可靠性，并提高发电效率。同时，针对风力发电引起的各种潮流问题进行研究是有一定的必要性的，必须有一个确定的价值，然后在设计计划的过程中需要落实这种情况。在实施过程中，需要针对不同地区、环境等因素采取适当的超流量。
3.2对保护装置进行优化
针对风力发电机组运行过程中出现的各种问题，造成风力发电效率的损失，因此，可以对风力发电机组的相关设备采取必要的保护措施。即在改进技术的同时优化原有保护装置，进一步增加发电量。动态无功补偿可用于改善系统的暂态特性，提高风电场的安全容量。但是，需要注意的是，动态无功补偿装置的容量设计是由电网结构、SVC调节特性和风电场容量决定的。加强电网结构和增加负载功率因数也将提高系统的暂态稳定性与风电场的安全容量。另外，低电压自动切除风电机组能够有效地调节并保持系统故障后电网的稳定性。但是，此时必须注意电网的调节和控制能力。如有必要，也可以使用直流连接的电网模式。
3.3提高电压与系统的稳定性
风电集团在风力发电质量方面发挥着关键作用。因此，需要设计更科学的电子控制装置来解决风力发电特性的缺陷。同时，鉴于风电场的扩建和异步发电机的电压崩溃问题，有必要在风电设备安装中采取适当的稳定措施，确保风电的顺利实施。电压的稳定性电力系统得到改善，风电发电效益也将随之提高。
4、结语
在风电新能源的发展过程中，这种发电方式能够为电力系统提供更加环保节能的电力能源，但与此同时，这种发电方式也存在电压、频率不稳定、电能质量受影响、储存量少等问题，为解决这一缺陷，采用并网技术是非常有必要的，尤其是解决电压不稳定哈发电效率低等问题方面，具有积极的意义。
参考文献：
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论文作者:王雅楠
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/19
标签：新能源论文; 风电论文; 电网论文; 风力发电论文; 稳定性论文; 电力系统论文; 频率论文; 《电力设备》2018年第16期论文;