摘要：随着社会经济的不断发展，风电机组参与电网频率调整技术成为当前风电机组研究的主要方向。风电机组参与电网频率调整技术的比重不断加大，新能源动力的快速发展，改变了传统的电源结构，使得电网可用的频率调整资源不断下降。本文通过对风电机组参与电网频率调整的分析，希望提出更好的参考意见，促进电网频率调整技术的发展。
关键词：风电机组；电网频率；调整技术
一、电网频率调整技术的现状
人类社会在不断的前进，随着科学技术以及经济等各方面的发展，我国不断利用传统的化石能源发电，然而，传统化石能源总是有限的，而且利用传统能源发电不符合我国可持续发展的政策。十九大提出要坚持人与自然的和谐共生。因此，我们不仅要减少传统能源的消耗，而且要不断的改善我们的居住环境，营造适合人类生存居住的自然环境。由于利用电机发电不符合我国环境保护的政策，因此，我们国家需要不断建立以可再生能源为核心的发电系统。而且由于光伏发电与风力发电相比起来投入较大，成本较高，所以人们普遍应用风力发电。我国不断加强对风电场的规划和建设，我们国家预计到2020年将提高风力发电比，加强对风力发电的研究，尽量减少风力发电过程中的问题。
二、风电机组对电网频率调整技术的影响
（一）风电机组对电网频率的影响
在我国当然的电网系统中，由于电能的储备量较少，这就导致了发电量与用电量是处在同一水平线上，一旦发生意外事故，很容易导致电能不足。风电机组与传统的发电机组不同，风电机组的输出功率一般情况下会跟随风速的变化而发生改变，一定程度上存在着不确定性。风电机组发电不断增加，所以风电机组功率的变动一定会对系统频率造成影响。
（二）风电波动程度对系统频率的影响
风电机组与其他发电机组不同，风电机组自身就存在着特殊情况，一般情况下，风速是不受人为控制的，容易产生波动，因此，风电机组功率的变化就对系统频率的平衡造成了影响，而且如果对常规发电机组的发电功率进行调整的话则需要较长的时间，这直接关系到了系统的频率。通常情况下，高频的风力波动可以依靠电力系统自身的惯性缓解，低频率的风力波动也可以通过二次调频进行压制，而中频率的风力波动却很难对其进行控制，这也是对系统频率的波动造成的影响最严重的。
（三）风电机组结构特点对电网频率的影响
风电机组与传统的发电机不同，为了加强功率变化，风电机组应用了大量的电子元件，也正是因为电子元件与电网的连接，加强了对电网频率的控制，但是当电网频率发生较大的波动时，风电机组无法保证电网系统的有效运行。
（四）风电机组对系统电压的影响
通常情况下，风电机组是随着风速的变化而不断变化的，风速变化导致了风力输出功率的变化。为了更好的保障电网的正常运行，通常会在末端电网中构建大量的风电场，不过由于电网网架结构相对较薄则导致了电子质量的不稳定性。而且风电机组采用异步发电机组，这种机组本身非常独特，它会随着风电机组频率的改变，逐渐加强对电网频率的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
三、风电机组参与电网频率调整的技术
（一）加强频率调整技术的研究
随着我国科学技术的不断发展，我们国家越来越重视能源和环境保护，因此，我们国家安装了大规模的风电机组，这在一定程度上改变了风电机组容量对电网频率的影响。在当前我国的市场上，大多数新能源设备发展的都不够完善，不具备相应的能力，这就需要我们国家不断加大投入，加强对频率调整技术的研究。
（二）阶跃控制
在当前我国风电机组参与电网频率调整的技术中，不少机组都应用了电力电子装置的永磁同步风机，这种机器可以在短时间内加强输出的功率。当该机器感应到电力系统的频率发生变化时，会在短时间内加强风电机组的输出功率，从而实现阶跃控制。当电网频率发生变化时，阶跃控制可以调节电网系统的输出，从而有效的控制电网频率。但是，该技术也存在一个缺陷，那就是当机器释放出大量的功率后，后期因为能量不足会产生非常大的回吞量，不过这种技术与其他技术相比，可以在最短的时间内保证电力系统的稳定运行。
（三）风电机组通过控制策略改造方式
一般情况下，在风力资源充足的条件下，能量管理平台可以实时的判断电网的频率变化。在系统正常运行的情况下，而电网的频率却超出正常范围时，那么能量管理平台就会对当前风电机组的运行状况做出判断，以此来确定风电机组参与电网频率调整的动向。当电网频率出现下降的情况时，风电机组可以通过控制频率来降低转子转速，释放部分旋转动能转化为有功输人电网。反之则可以通过控制环来增加转子转速，吸收部分电磁功率转化为动能储存在风机的转子中，减少有功输出,从而实现参与电网频率调节的目的。通过这种技术，可以为提供充分的动能来控制电网频率的变化，根据电网变化进行调节，而且，能量管理平台还可以检测系统数据已经对数据做出分析等等。
四、风电机组的发展前景
在未来风电机组的发展计划中，将采用数字化和风功率预测相结合，提高预测的准确度，从而更好的实现两者之间的相互调节，进一步减少风电机组对电网频率的影响。科学技术的进一步发展，对风电机组的调频功能不断进行改进和完善，进一步加强风电机组的调频能力。随着其他新型储能设备的不断发展，应用其他设备加强电能的存储，进一步减少风能波动对电网频率的影响。还可以将风能与其他发电能源相结合，从而减少风电机组对电力系统频率的影响。采用其他能源，一定程度上还可以储存电能，减少频率的波动。当前，我国风电机组参与电网频率调整的技术还不够完善，在未来的一段时间内还有很长的路要走，加强科研投入，不断研发电网频率调整技术，促进我国电力系统的进一步发展。
五、总结语
综上所述，风电机组发电在电力系统中呈不断上涨的趋势，这也就代表了风电机组对电网频率的影响越来越大，因此必须通过频率调整技术来减少影响。而风电机组与传统的机组不同，所以应当根据风电机组自身的状况，采用合理的方式改变风电机组的调整技术，不断减小风电机组对电网频率的影响，进一步改善电网的频率。
参考文献：
[1]刘巨,姚伟,文劲宇,etal.大规模风电参与系统频率调整的技术展望[J].电网技术,2014(3).
[2]张旭,陈云龙,岳帅,etal.风电参与电力系统调频技术研究的回顾与展望[J].电网技术,2018,42(6).
[3]吴子双.风电参与电力系统频率调节的策略研究[D].哈尔滨工业大学,2012.
[4]方凯伦.风电机组参与电力系统频率调整问题研究[D].
[5]李晓钰.双馈风电机组参与电力系统调频的策略研究[D].华北电力大学,2012.
论文作者:康渭滨
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/8
标签：机组论文; 电网论文; 风电论文; 频率论文; 技术论文; 电力系统论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第17期论文;