摘要：随着中国科学技术的飞速发展，人们的生活质量也不断提高。新能源的追求不断加强，使政府更加重视可再生能源的开发和利用。目前，风能是新能源最成熟的发展方向。本文研究和探讨了风电新能源技术的发展，希望能为这项工作的发展提供更多的帮助。
关键词：风电新能源；并网技术；研究与探讨
随着社会发展，能源供应量逐渐显现出紧张趋势，环境问题也逐渐显现，因此，城市建设促进大家对新能源开发及利用的重视。风电新能源作为我国至关重要的可再生能源，及新能源中发展最为成熟的一项，在实际应用中受到大家的追捧。根据中国气象科学研究院的保守估计，全国陆地及海上可开发利用的风能约为10亿千瓦，因此在风力资源方面也比其他国家有优势。在实际使用中风能也间接利用了太阳能资源，其主要优点有占地面积少，对环境污染小，且储存量极大。因此，许多国家将风能作为可持续发展战略的重要环节。尤其在近年显示更为突出，随着人们生活水平的提高，促使风力发电效率的提升。在风电新能源发展的基础上，本文主要分析了并网技术对风电新能源发展的影响。
一、风电新能源技术的特点
1.1风电场所处位置偏远
由于中国的风资源分布距离电力负荷中心太远，电网结构相对较弱，导致电网输电能力不足，从而限制了风电的输送能力。因此，政府在大力开发风电能源的前提下，应加强对电力输出及电网设备的建设。
1.2风能储存量不足
由于风能存储与发电技术存在较大差异，且风能存储成本较高，电网缺乏电力存储容量。
1.3风能能量密度小
由于风能密度低，所需的风力发电机的风轮尺寸是水轮机的十几倍甚至几十倍，才可以收集相同量的发电量。
1.4风能稳定性差
风能作为一种过程能量，风速和强度经常变化，风力发电机很难调节，因此，风电机组产生的电力也具有很强的可变性和随机性。
1.5风轮机的效率较低
一般情况而言，风轮机的最大功率为60%，但其实际效率远远低于理想功率。经专家统计研究表明，水平轴形式风轮机最大功率仅能达到20%～50%之间，垂直轴形式风轮机最大功率则处于30%～40%之间。因此应结合风轮机实际情况，研究如何有效提高风轮机功效，从而提高风能利用率。
1.6电网调度困难
风能的不可控性使得相关技术人员无法根据负荷调整风力发电系统，从而对电网产生一定的调节压力。
二、电网受风电新能源发展的影响
2.1风能发电影响电能质量
过去，风力发电机容量小，并且大多数设备使用具有简单连接和结构的异步发电机来连接配电网络。由于风电场位于供电系统的最末端，因此存在许多问题，例如配电网电压低，结构松散，承载能力差。根据上述情况，风能可能在配电网中引起谐波污染和电压闪变。
2.2风电新能源系统不够稳定
在发生短路故障，线路断开，风速扰动和发电机断线的情况下，系统频率和电压会发生很大波动。因此，相关部门技术人员需尽快解决此项问题。
2.2.1系统电压稳定性
当电力系统中接入大量风电场时，由于风电场需要无功功率，易导致电压出现不稳定的情况。目前，大部分风力发电不仅会选用异步发电机，而且会从外部系统提供无功功率支撑。当风电场容量变大，无功功率调节不足时，对电压稳定性有一定影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，技术人员根据实际情况选择专业的变压器负责供电和发电，有针对性的进行无功补偿。其中一点是，风电场的有功功率导致负载中心的最终功率增加，这又增加了静电电压的稳定性。另一方面，对无功功率的必要需求导致负载的最终功率降低，导致静态稳定性降低。今天大多数风电场使用异步发电机。因此，风电场存在电压崩溃和电压稳定性下降的问题。当系统提供大量无功功率时，它也可以视为连接风电场，增强系统静态电压的稳定性。可以看出，风电并网对电网的静电电压有双重影响，与风电机组的工作点密切相关。
2.2.2系统频率稳定性
在实际情况中，系统频率受风电场影响的主要原因是风电场所占系统容量的比例。当系统中风电容量的比例增加时，对电网频率的影响的原因是输出功率的波动性，这也将对电网电力的质量产生影响。可以看出，电网中其他单元的频率需要具有较强的响应性，可以有效地进行相应的跟踪调整，从而有效地抑制了频率波动。当风能趋于不稳定时，一旦风电失去其输出，就会降低电网的频率。选择有效的运行情况优化和增加系统的备用容量对消除这种影响有一定的效果。风电稳定性及频率偏移会对小型电网造成很大影响，但对大型电网而言，由于其调节能力较强，并且有足够的备用容量，因此不必考虑风电进入对频率稳定性的影响。
2.3影响电网调度及其规划
风能本身无法控制的性质使科学技术人员无法做出可靠的预测。当风电场连接到电网时，峰值容量可以通过备用容量减少，剩余容量可以用于风电调峰。由于风电调峰能力有限，将限制风电场的实际运行。因此，在实施发电计划时，需要仔细分析系统的频率调制和调峰。还需平衡风电机组与负荷情况。
风电场的建成不仅与发电机组的类型，装机容量和布局有关，还与风电输电和电网规划有关。引入风电场后，由于风能的大量随机性和不稳定性，不仅增加了运营成本，而且影响了供需平衡。风电能源所需耗时较短，在正常情况下，一个性能良好的风力发电机组每年可运行大约2500个小时。因此，风能投资效益比火电投资效益更具吸引力。由于风能能量存在差距，因此存在超出范围的危险。另一问题为风电最优装机比例，因此，需技术人员有效规划接入电网后的风电场，意味着需要同时建设风电场及电网，以此配套建设大电网。
三、风电并网性能的改善
3.1预测风力发电功率
预测风力发电是将风力转换为可调度电源的关键技术。通过技术人员的不懈研究得知，提升精确度需要结合多个数字天气预报模型，及功率短期预测数据。一方面，可以从天气预报系统的预报数据中获得有关温度，压力，风向和风速的具体数据；另一方面，可以从风力发电机组周围的信息获得关于风力发电组的轮毂高度，风向和风速的准确信息；最后，风功率曲线用于风力发电机组的实际输出功率。该方法可以有效地解决恶劣环境预测不良的问题，从而提高预测的准确性。
3.2风电系统无功补偿方式
电压稳定性是风电并网技术实施中的常见问题。但最关键的因素是无功功率的补偿，特别是在异步发电机的风力发电方面。可以采取以下三种对策来确保电网稳定性：首先，提高风电场安全能力和系统稳定性有两种方法，分别为增加电网负荷功率和加强电网结构。其次，采用动态无功补偿、静态补偿器可以改善系统的瞬态特性，从而提高风电场的安全容量。在容量选择方面，有必要将监管风电场容量和电网结构相结合。第三，消除系统故障后，保持电网稳定性的最有效方法是在低压条件下自动切断风力发电机组，但需要考虑电网调节和控制能力。
四、结束语
风电新能源在近几年发展中，逐渐成为最广泛应用的全新能源，其环保节能优势已经深入人心，加上国家一系列鼓励政策的推动，使风电成为最具发展和开发前景的新能源。但是，在利用过程中仍存在许多问题，需要相关技术人员攻克和改进。本文通过对并网技术和风电系统的研究，分析讨论了风电新能源在使用开发中存在的问题，并针对这些问题提出了解决方案。有效改善风电系统的发展，满足新能源的需求。
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论文作者:赵长江
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：电网论文; 风电论文; 风能论文; 新能源论文; 风电场论文; 系统论文; 功率论文; 《基层建设》2019年第1期论文;