摘 要：隨著我國電網(wǎng)管理標準化，充分利用風能這個可再生能源發(fā)電，重點解決風電接入問題是我國電力管理的重要課題。如何降低電網(wǎng)常規(guī)設計和運行中將風力發(fā)電造成的多種負面影響，有效地對電網(wǎng)的運行進行控制，改善風電對電網(wǎng)的影響，全面穩(wěn)步地實現(xiàn)風力發(fā)電進入電網(wǎng)，推動我國電網(wǎng)向更廣闊的方向發(fā)展，是現(xiàn)行電力管理的重要內(nèi)容。

關鍵詞：風力發(fā)電；電網(wǎng)；電力系統(tǒng)；影響

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)能源供應已對經(jīng)濟發(fā)展的需求出現(xiàn)了短缺，同時，給社會資源、生態(tài)環(huán)境帶來了一定的影響。所以，節(jié)能減排，保護環(huán)境，促使新型的風力發(fā)電技術應運而生。風力發(fā)電以其自然資源豐富、成本低和清潔環(huán)保的優(yōu)勢，挺進了電力網(wǎng)絡系統(tǒng)，為智能電網(wǎng)的發(fā)展帶來了生機。

1 風力發(fā)電的類型及特點

自20世紀70年代，風力發(fā)電的發(fā)展已達到了如火如荼的地步。它通過風力機和發(fā)動力對風能和機械能進行有效地轉(zhuǎn)化，從而達到能源的供給。從機械能的角度來劃分，可分為水平軸分機和垂直軸分機；從電氣角度來劃分，可分為雙饋感應發(fā)電機型風機、直驅(qū)感應發(fā)電機型風機、直驅(qū)永磁感應發(fā)電機型風機和超導無刷直流發(fā)電機風機等；但由于風能變化頻繁，隨機性和風力設備的匹配性存在一定的影響，因此，分布式發(fā)電和分布式儲備設備成為并入電網(wǎng)運行的重要因素。傳統(tǒng)老式的分布式發(fā)電是以局部單風電場并入電網(wǎng)系統(tǒng)，容量小，受用面積有限；而新型的風電場是以風能資源豐富地域進行集中采集，建造風電基地，將存儲量豐富的風能通過各種通電設備向外大量輸送，以此滿足五湖四海用戶的能量需求。

2 風力發(fā)電接入電網(wǎng)后的影響分析

風力發(fā)電并入電網(wǎng)后，會帶來因區(qū)域環(huán)境、氣候等因素造成的不穩(wěn)定現(xiàn)象，同時電機的非線性特性，使它在電網(wǎng)中吸收無功功率，對電網(wǎng)的影響日益增大。其主要影響因素體現(xiàn)在以下方面：

2.1 風力發(fā)電影響電網(wǎng)頻率的強弱

在我國風力發(fā)電開發(fā)項目的研發(fā)過程中，設計人員在考慮頻率影響的因素，改進措施中實施了風電穿透功率極限，其核心癥結(jié)就是風電接入電網(wǎng)系統(tǒng)后電網(wǎng)頻率強弱保持穩(wěn)定，并在一定規(guī)模的電網(wǎng)系統(tǒng)中風電容量的囊括力。從而解決風電場容量確定的比值范圍內(nèi)，電力系統(tǒng)中的電力頻率敏感性和穩(wěn)定性就能得到保證，風力發(fā)電對電網(wǎng)系統(tǒng)頻率強弱的影響力就會協(xié)調(diào)。

2.2 風力發(fā)電影響電網(wǎng)電壓的高低及系統(tǒng)繼電保護裝置

電壓穩(wěn)定和繼電保護裝置完備是保證電網(wǎng)系統(tǒng)順暢的重要因素，風力發(fā)電組的能量密度有限，地處距離及環(huán)境偏遠等原因，使風力機組的功率供應補償會出現(xiàn)電壓波動、閃變和諧波污染等問題，嚴重時會導致電網(wǎng)系統(tǒng)中的電壓瞬間下降，發(fā)電機連接中斷，因此，加強電網(wǎng)系統(tǒng)的承受能力，保證更大范圍和更大強度的電壓平衡和電源可控性，在風力發(fā)電機組中設置快速保護裝置，調(diào)峰、調(diào)頻及備用等要素，是保證全額接受風電、電網(wǎng)安全工作的重中之重。

3 如何改善風力發(fā)電接入電網(wǎng)后的影響措施

回顧我國風力發(fā)電史，可以看出我國的風電裝機容量不斷增大，2008年底的裝機容量累計達到13242kW的成績，位居世界第四，累計風電機容量主要分布在內(nèi)蒙古、遼寧、河北、吉林和黑龍江，在我國“十一五”規(guī)劃設計中，布置風電裝機量的擴大，積極支持政策性風電開發(fā)，是深受矚目的課題。

3.1 雙饋式異步發(fā)電機

為了使風力發(fā)電機組處于穩(wěn)定的發(fā)電狀態(tài)，同步和超前同步的范圍內(nèi)進行電流頻率的可控性，在雙饋式異步發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子回路中設置了變頻器，這樣可以隨著風速的增減最大限度地跟蹤和輸出能量，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子交流勵磁電流的升降值和相位，改善系統(tǒng)的限流功率，加強系統(tǒng)對有功和無功的控制力度。

3.2 無功控制技術

在我國，早期的風電場一般都是采用固定轉(zhuǎn)速風電機組，存在著電力吸收系統(tǒng)無功且無功不可控的弊端，結(jié)果使得電網(wǎng)的電壓波動較大，依靠無功補償裝置來調(diào)節(jié)工程越來越大。引起并網(wǎng)風電場與常規(guī)電力系統(tǒng)的電壓失衡的機理是一致的，加上大規(guī)模的風電并網(wǎng)，風電場送出的線路遠近不同的影響，使輸送的風電功率不定，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性能差。因此，改進風電機組結(jié)構(gòu)，應用無功新技術勢在必行。目前普遍運用控壓手段就是安裝SVC等動態(tài)無功補償裝置、輸電通道動態(tài)無功補償設備等技術來實現(xiàn)風電功率預測和電壓控制，有效預防電網(wǎng)潮流引發(fā)的風機脫網(wǎng)和故障電壓引起的大規(guī)模轉(zhuǎn)移。

4 結(jié)語

隨著我國電力系統(tǒng)改革的步伐日益加快，政府部門的高度關注，先后出臺了各項政策和規(guī)定，使我國的電力發(fā)展蓬勃向上。從外因角度看，保護生態(tài)環(huán)境，加強我國智能電網(wǎng)建設，是激發(fā)電力部門改變制約風電接入電網(wǎng)瓶頸的動力，清除風力發(fā)電并網(wǎng)帶來的負載影響；從內(nèi)因角度看，利用豐富的風能電力能源，低成本高效益，切實解決可再生能源發(fā)電的接入問題，是電力系統(tǒng)工作必須面對的難題。因此，有效地調(diào)整現(xiàn)行的管理手段，創(chuàng)設技術成熟、成本優(yōu)勢的規(guī)?；虡I(yè)前景的新能源投運，真正實現(xiàn)我國風力發(fā)電的出力量，確保電網(wǎng)穩(wěn)步快速地向前發(fā)展是不容忽視的。

參考文獻

[1]李春香.風力發(fā)電并網(wǎng)運行危險辨識及安全評價[D].哈爾濱理工大學，2011.

[2]馮紹興.光伏發(fā)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的影響分析[D].鄭州大學，2014.

（作者單位：中廣核風電有限公司內(nèi)蒙古分公司）