摘要：随着人们生活水平的提升，人们的需求也在从低级逐渐转向为高级，从过去的缺失性需要逐渐转变为生长性需要；从以往的重视物质需要逐渐转变为重视精神生活需要。也正是因为此，人们对生活的环境要求越来越高，对清洁能源、绿色能源也越来越重视。风能也就是在这样的时代背景被开发和运用的。风能可以说改变了人们的生活方式，给人们的日常生活带来了非常大的效益，是一种非常节能环保的能源。但这些都是建立在科学运用风能的基础之上的。因此，作为风能相关研究工作者，我们应该持续思考，如何更加科学的运用风能，尤其是运用风能发电，来提高风能的可用效率。
关键词：风电新能源；发展；并网技术
引言
风电能源的最明显缺点是不稳定，当风电场容量小时的情况下，风力发电的特点不会对整个电力系统造成明显的不良影响，但是随着风电场容量的增大，其对电力系统会产生明显的不良影响。但不可否认的是风电新能源的确为现代人们的日常生活带来了良好的经济效益、环保效益，只要不断发现、解决遇到的问题，相信风电并网技术在未来将得到更广泛的应用。下面笔者就重点从风能的特点出发，谈谈风能发展对电网的影响以及风电并网性能的改进措施和发展趋势。
1风电新能源特点
1.1风电场的位置偏远，并不是所有区域都能够安置风能网架结构，风能网架结构必须设计在能够接收到风能源的位置，而我国风资源的分布不均衡，所以，风能网架结构也分布不均衡。同时，电网的输电能力在某种程度上对风电外送起到限制作用，在对风电进行大规模开发的情况下，还需建设配套风电送出工程，同时还应对电网建设予以加强。
1.2风能能量的储存非常小，因为风能的蓄电成本相较于发电的成本更高，使得整个电网欠缺蓄电能力，一般而言会经由输出电量调节收纳电量。
1.3风能能量密度小。在发电容量相等的情况下，所需风力发电机风轮的尺寸比水轮机要大几十倍。
1.4风能稳定性差。由于风能是过程性的能源，风向和风速会时常发生改变，风力发电机很难对其进行控制和调节，所以风电机组形成的电能也是随机变化和波动的。
1.5风轮机的效率低下。按照理论而言，风轮机的最大效率大概在百分之六十左右，但事实上其实际效率更低。统计表明，垂直轴风轮机其最大效率处于百分之三十到四十之间，而水平轴风轮机的最大效率则位于百分之二十到五十之间。
1.6电网无法调度。由于风能不可控，因此不能根据负荷的大小来对风力发电进行调度，从而给电网调度造成压力。再加上，绝大多数的风电机组都是无人看守的。
2风电新能源发展对电网影响
风电新能源本身的特点是风能稳定性低，风能储存低，能量密度低，风力发电机效率低，电网不可计量。以风力涡轮机的运行为例，其最大效率为59.3％，但实际上，在实际运行的风力涡轮机中难以达到该效率标准。相关研究发现，对于垂直风力涡轮机，主要效率主要在30％至40％之间，而水平轴风力涡轮机的最大效率为20％至50％。可以看出，新风能的利用存在一定的问题。从新能源对风电的影响来看，以电能质量为例，风力发电中容易出现闪烁和谐波污染。通常，在风力发电机启动时，会产生较大的浪涌电流，直接影响配电网的可靠运行，并存在风扇塔阴影效应。这将导致风扇输出波动问题。对于谐波污染，其原因主要体现在发电机电子装置和并联补偿电容器的运行中，由于谐振的发生而引起谐波污染。
另外，在新风能的应用下，对风电稳定性的影响也非常明显，如风速扰动，三相短路故障，发电机断线等。都会使系统电压与频率出现波动。以风电能量对电网调度的影响为例，由于并网运行期间风电的峰值容量有限，风电场的整体运行将受到影响。如果风电场电力问题难以平衡，则必须限制风电。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆再加上风电的随机性和不确定性，不可能保证电网的运营成本和投资成本。因此，新风能的使用将对整个电网的稳定运行产生影响。
3风电并网性能的改进措施
3.1科学预测发电功率
在风电接入下，电网适应性差，调峰等问题越来越多，风电场在我国许多地区频繁受到限制。在这种背景下，如何控制风电的随机性和可调度电源的转换已成为风力发电需要考虑的主要问题。在当前的发电预测中，常用方法主要由NWP模型构建，这种模型可以在短时间内预测发电量。但是，在具体的使用过程中，我们需要基于NWP系统的预测结果来判断。诸如温度，气压，风向和风速的天气数据。预测单元集线器高度的信息，最后通过匹配相应的功率曲线来推断输出功率结果。这样，可以有效地解决不同天气条件下的预测偏差问题，预测精度高。
3.2无功功率补偿
在进入了风力发电接入过程后，在电网连接的操作中会出现电压稳定性问题。通常，异步发电机用于风力发电，这使得电压稳定性更加敏感。因此，在解决电网稳定性问题时，可采取相应措施，包括：首先，去除风力涡轮机的低电压。当风力发电机运行中发生低压故障时，它将自动停止运行，以避免电网不稳定问题。有必要注意低压切除中电网调节能力的分析。第二，将相应的补偿装置引入其中。例如，设备SVC对系统瞬态性能的改善具有显着影响，并且有利于风电场安全容量的整体改进。在一般设备选择中，有必要综合考虑设备调节特性，风电场容量和电网结构。第三，将直流接入电网引入其中。在中国许多地区的海上风电场建设中，HDVC并网方案被认为是主流，可以满足无功补偿的要求。
4风电并网技术发展趋势
在现代风电并网技术的发展下，变化趋势主要体现在发电机组和发电量预测两个方面。对于发电机组，将投入使用更多的MW级大型风力发电机组，即使风力发电设备主要是大规模的，也不会增加风力发电的成本。同时，将投入更多的微型和小型分散式机组，这些机组的应用可以显着改善分散区域供电困难的问题。另外，在预测风能容量时，需要准确的功率预测。首先，要注意NWP模型的使用，使其在预测气象信息，避免不同天气条件下的功率预测偏差方面发挥重要作用。其次，着重于计算机技术和遥感技术的使用，这些技术可以提高NWP模型的分辨率，并且可以提高天气预报的准确性。第三，将诸如模糊神经网络和小波分析的更智能的方法结合到功率预测中，并且可以改进预测模型以减少功率预测中的误差。第四，在短时间内预测电力过程时，所选择的气象数据应具有实时特征，从而提高预测精度。
结语
总而言之，风电新能源的使用是当前电网建设的必然要求。然而，在引入新的风力发电后，由于并网运行，会出现更多的问题，例如闪变问题，谐波污染问题和电压稳定性。为了提高风电并网的性能，我们可以考虑从发电和无功补偿的预测入手。同时，在未来风电并网技术的应用中，应该注意引入更多的分布式发电机组和先进的功率预测理论和技术，从而解决风电能源利用问题。当然，具体的关于风电新能源与并网技术的综合分析以及发展策略远远不止笔者上文所提及的几点，希望能够有更多的研究者提出自己宝贵的建议，为绿色环保节能新能源的发展共同努力。
参考文献
[1]张全成，张永明，林钧斌，孙斌.风电新能源发展与并网技术分析评价[J].上海节能，2011，03：19-23.
[2]兰忠成.中国风能资源的地理分布及风电开发利用初步评价[D].兰州大学，2015.
[3]刘乔.风电新能源发展与并网技术分析评价[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2013，06：276-277.
[4]马飞，王宏华.并网风电系统功率因数校正技术的发展[J].机械制造与自动化，2012，41（6）：156-159.
[5]周清.完善促进新能源产业发展的财税制度安排[J].经济研究参考，2011（48）：33-35.
论文作者:张凯俊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/29
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