（黑龙江龙源风力发电有限公司 152000）
摘要：随着经济水平以及工业的飞速发展，虽然人们的生活水平得到了快速提升，但却面临严重的环境污染问题，。为了减轻能源的消耗以及环境的污染程度，人们开始利用新能源进行发电。风力发电作为新能源发电的主要形式，具备清洁、绿色、环保的特征被当做可再生能源进行利用。综上所述，本文将对风力发电技术以及并网运行展开研究，以期推动我国的风力发电事业得到更好的发展。
关键词：风力发电；并网运行；风电离网；研究
前言：风力发电技术的并网运行可以将风能完全捕获，并将其转化为电能之后馈入电网装置。其中主要包含两个能量转化部位：机械能量变换、电能量变化。两部分主要通过发电机先相互连接，其中存在的虚线框模块作为可选部分。在风能以一定速度与方向经过桨叶后，便会推动风轮产生转动，并将机械中的功率通过传动链最终传送至发电机轴处。
一、风力发电技术原理概述
（一）基本原理
风力发电技术主要是将风能转换为电能的转换装置，其中主要含有风力机与风力发电机两部分共同组成。其在进行运行过程中，空气流动产生的动能会对风力机中的风轮产生作用，并使其旋转，从而将空气动能转化为机械能。风轮的位置在风力机轴上，并利用传统系统的驱动作用下，使风力发电机轴与转子共同旋转，并最后将机械能转化为电能送至电力系统当中。
（二）风力发电技术的电能存储
以独立状况运行的风力发电机输出的交流电较为不稳定，只有利用储能才能确保为用户提供的电能服务趋于平稳。风能属于随机能源，具备一定的间歇性，并不能直接将其进行存储，因此便要配置蓄能装置。在风力强劲的时候可以起到发电、蓄能功能，若在风力较弱或无风力的时候便可以将储存的能量进行释放最终转换为电能供使用。
二、风力机的运行特性
风力机作为风力发电机组中的重要组成部分，其主要功能便是将空气动能转换为机械能，并利用发电机将机械能最终转化为电能。
同时，经过式子的分析，也可以将风力发电机组的运行方式看作为，将最大功率进行输出、将额定功率进行输出的两种方式。在启动风力发电机组之后，并确保其达到 之前，可以保证最大的功率输出模式[2]，最终达到额定转速后，便会在功率恒定模式下继续运行。
风速不可能一直处于同一额定风速状态下，因此，发电机并不能一直维持额定转速运行的状态，在大部分时间中，风力发电机都会处于额定风速状态下进行持续运行，但出现恒功率运行的模式几率较小。风力发电系统基于控制主要目标追踪的情况下会出现最大风能。
三、风力发电机的并网运行
风力发电机组在进行并网运行的过程中，送入电网的主要内容便是风力发电机组的发出电能，再通过电网的运作，将电能输送给各个供电用户，可有效解决风力发电断续、电压不稳、功率不稳等各种问题，同时还可以确保输送电能的质量。风力发电机组的送电方式主要有两种：第一，从机组中发出的交流电被直接输入到电网中；第二，会将发电机组送出的交流电整流为直流电，并利用逆变器将其转换成同频的交流电输电网中。
要实现风力发现并网运行，首先便要对设备的容量大小进行考虑，并对机构的精度进行准确调整、控制，提升操作管理水平，将成本与价格之间的关系进行平衡。
（一）将风力机与并网运行同步
1.并网方式
首先对于准同步并网方式来说，其不会包含冲击电流，便会避免电网电压出现下降的现象，并将电网受到的冲击力度减至最低，同时也不会对发电机中的定子绕组以及各种其他机械构件造成破坏。但要想实现这种并网方式，便要利用调速器将转速进行调节，确保发电机的运行频率与电网频率的偏差达到规定范围，并对调速器提出了更高的要求。
其次，对于自同步并网方式来说，未对风力发电机进行加励磁之前，主要由风力机起到拖动的作用，当同步发电机转速不断升高[3]，最终接近同步转速的时候，发电机被投入到电网中，再加入励磁，通过定子与转子进行电磁力的互相作用，便会使发电机进行同步并网运行的状态。
2.调节有功功率
而对于并网无限大的电网中，利用同步并网风力发电方式，为了增强其输出功率，便要对风力机的输入机械功率进行极大。对输出功率不断加大，同时励磁不再作任何调节情况下，电机中的功角便会不断增大。根据同步并网放电机具备的特点可以看出，当功角与九十度相等的时候，输出的整体功率便会达到最大值，便可将其成为失步功率。在达到这个功率之后，如果其中的功率呈现持续增加的状态，功角便会超过九十度，会造成风电机的整体输出功率下降，并不能形成全新的平衡状态。为了避免这种现象发生，便可以对风轮转子的控制系统进行设计，让其可以对快速浆距进行合理调节，如风速出现急剧变化可以对其迅速作出反应。可在短时间内通过增强励磁雷电流的方式，使得功率极限不断增大，确保静态情况下趋于稳定的状态。
3.调节无功功率
在并网运行进行负载的过程中，除了有功功率之外，部分负载还需要进行无功功率。例如异步电动机、变压器都需要利用无功功率来完成。将发电机与电网进行并联运行之后，便可以对电网发出有效的有功功率，还可以发出无功功率，这也是其具备的主要优势。
（二）感应风力机的并网运行
除了称之为感应风力发电机之外，还可以将其称作异步风力发电机，主要是其在运行状态，可以对并网运行进行感应，在输出有功功率的同时，还可将电网中存在的落后无功功率进行吸收。其主要的激励方式包含电网电源励磁发电、自励发电两种。
可以将感应发电机直接对并入电网进行接入，同时也可利用晶闸管将其与电网进行互相连接。同时应确保其具备与定子旋转磁场转向一致的前提，也可以看作为感应发电机、电网之间的顺序相同，并使得发电机转速与同步转速的并网运行接近，只有这才能使得冲击电流不断衰减，为风力发电机的并网运行提供安全保障。
结语：风力发电机组的并网运行具备极强的优点，在减少资源浪费的同时还可以提升电能的质量与运行效率，为用户提供质量更高、效率更快的供电服务。风力发电并网运行作为较为复杂的电力系统，还需要对并网技术进行不断的研究与探索，才能确保其运行稳定、可靠。
参考文献：
[1]刘向向. 直驱永磁同步风力发电系统并网运行控制策略研究[D].西南交通大学,2013.
[2]唐芬. 直驱永磁风力发电系统并网技术研究[D].北京交通大学,2012.
[3]章心因,吴在军,郝思鹏,程桂林. 风力发电直流并网及变速直流发电系统运行控制研究[J]. 电测与仪表,2012,(10):60-65.
作者简介：闫磊，男，1987.5，汉族，黑龙江省绥化市，本科，助理工程师，研究方向：风力发电
论文作者:闫磊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
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