吳大龍

摘要：近年來(lái)，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的今天，風(fēng)電規(guī)模不斷擴(kuò)大，為我國(guó)社會(huì)的發(fā)展提供了重要幫助，然而風(fēng)電并網(wǎng)時(shí)，會(huì)對(duì)現(xiàn)有電力系統(tǒng)造成較大的影響，降低電能質(zhì)量，影響電網(wǎng)穩(wěn)定性，不利于電力能源的使用。所以，為了使風(fēng)電更好地接入到電網(wǎng)當(dāng)中，應(yīng)采取科學(xué)的方式對(duì)風(fēng)電功率進(jìn)行評(píng)估，并通過(guò)合理的手段向風(fēng)電系統(tǒng)提供無(wú)功功率，以推動(dòng)社會(huì)更好地發(fā)展。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電新能源;并網(wǎng)技術(shù);發(fā)展

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人口數(shù)量的不斷增加，地球資源的儲(chǔ)存量越來(lái)越少，不可再生資源日漸枯竭，人們的生存將受到嚴(yán)重威脅。因此，可再生資源、潔凈能源的開(kāi)發(fā)與利用成為我國(guó)解決資源短缺的首要任務(wù)， 風(fēng)電新能源的研發(fā)與利用可以有效緩解煤炭資源短缺帶來(lái)的人類生存危機(jī)。

1風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

在我國(guó)，很早就對(duì)風(fēng)電產(chǎn)生了重視程度，并逐漸擴(kuò)大風(fēng)電的應(yīng)用規(guī)模，據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，截止到2019年上半年，我國(guó)風(fēng)電容量為193GW，與6年前的77.2GW相比，將近提增長(zhǎng)了兩倍，其中在2019年上半年，新裝機(jī)容量為20GB。從發(fā)電量的角度來(lái)說(shuō)，風(fēng)電發(fā)電量也在迅猛增長(zhǎng)，在2019年上半年，風(fēng)力發(fā)電總量為21445億kWh，與同期相比，增長(zhǎng)了11.5%;而全國(guó)平均風(fēng)電利用小時(shí)數(shù)為1133h，與同期相比，降低了10h。從分布的角度來(lái)說(shuō)，內(nèi)蒙古風(fēng)電容量最高，為2896MW，占我國(guó)總?cè)萘康?5%左右，其次為新疆，風(fēng)電容量為1926MW，而其他地區(qū)的風(fēng)電裝機(jī)容量相對(duì)較少一起，其中，處于沿海城市的浙江與上海，風(fēng)電裝機(jī)容量只有157MW與71MW。

2我國(guó)風(fēng)電新能源發(fā)展中存在的問(wèn)題

1）風(fēng)能的穩(wěn)定性不高。因?yàn)轱L(fēng)能屬于一種過(guò)程性能源，風(fēng)向、風(fēng)力以及風(fēng)速受多種因素的制約與影響，本身具有隨機(jī)性與不穩(wěn)定性，很難掌控。因?yàn)閷?duì)風(fēng)資源很難進(jìn)行掌控，所以導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組所產(chǎn)生的電能波動(dòng)范圍大，隨機(jī)變化程度較大。

2）風(fēng)能的存儲(chǔ)難度大。蓄電成本與發(fā)電成本存在很大差異，相比而言蓄電成本要高出很多，因此在風(fēng)能發(fā)電機(jī)組中幾乎沒(méi)有蓄電能力，通常都是以輸出電量作為根本來(lái)對(duì)收納的電量進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。

3）風(fēng)電場(chǎng)的分布位置不均。依據(jù)我國(guó)地形地貌進(jìn)行整體分析，我國(guó)風(fēng)能資源較為豐富的地區(qū)與負(fù)荷中心二者之間的距離相差比較遠(yuǎn)，電網(wǎng)基本設(shè)施架構(gòu)也較為薄弱，這是影響當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)輸電能力最直接、最明顯的因素，在開(kāi)發(fā)大規(guī)模風(fēng)電能源的時(shí)候，需要建設(shè)與之相配套風(fēng)電運(yùn)輸工程之后，才能進(jìn)一步對(duì)電網(wǎng)的建設(shè)實(shí)施強(qiáng)化措施。

3對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)性能進(jìn)行完善的措施

1）電力項(xiàng)目工程管理進(jìn)一步完善。風(fēng)力發(fā)電工程的建設(shè)要求很高，需要工作人員嚴(yán)格依照工程建設(shè)的要求進(jìn)行施工建設(shè)，深入調(diào)查并分析發(fā)電工程項(xiàng)目建設(shè)的進(jìn)程以及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，在建設(shè)施工過(guò)程中，對(duì)新產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行分析，找出問(wèn)題發(fā)生的根源，討論合理的解決方案，保證風(fēng)電能源工程在建設(shè)過(guò)程中安全、有效施工，保證工程建造的質(zhì)量，保證投入生產(chǎn)使用后能夠?yàn)樯鐣?huì)帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)效益。

2）優(yōu)化風(fēng)電工程建設(shè)布局結(jié)構(gòu)。為了進(jìn)一步有效推進(jìn)我國(guó)風(fēng)能發(fā)電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展，根據(jù)我國(guó)不同地區(qū)的實(shí)際情況，在風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)推行以及風(fēng)電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中推行“閉環(huán)結(jié)構(gòu)開(kāi)環(huán)運(yùn)行”的方式，通過(guò)此種運(yùn)行方式可以有效保證電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。其根本原因在于電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中，電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)主要表現(xiàn)為一種環(huán)形的狀態(tài)，一旦發(fā)生線路方面的故障，就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N輻射形態(tài)。因此，如果是線路出現(xiàn)故障，需要及時(shí)聯(lián)系有關(guān)工作人員合理運(yùn)用開(kāi)關(guān)，將電能運(yùn)輸通過(guò)其他線路進(jìn)行傳輸，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證電力用戶不受影響，最大限度地避免電能損耗，保證電力設(shè)備與發(fā)電機(jī)組的安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行。

3）降低功率耗損以及電網(wǎng)壓力。電網(wǎng)功率通常劃分為兩種：有功率消耗;無(wú)功率消耗。隨著風(fēng)電發(fā)電網(wǎng)在功率損耗方面的研究不斷深入，通過(guò)功率計(jì)算的方式，能夠及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)電力線路中隱藏的故障以及潛在的安全隱患，在進(jìn)一步降低風(fēng)電網(wǎng)功率損耗的同時(shí)，還能夠降低用電負(fù)荷，保證電力設(shè)備的使用壽命。所以，要想更好地對(duì)風(fēng)電網(wǎng)的有效功率進(jìn)行計(jì)算，需要選擇合理的導(dǎo)線路徑，在傳輸量最大的基礎(chǔ)上降低電阻的壓力值，最大范圍內(nèi)降低以及減少有效功率的損耗，保證有效功率傳輸?shù)母咝浴?duì)產(chǎn)生的無(wú)效功率，要依據(jù)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的實(shí)際情況，有選擇地選用專業(yè)變壓器來(lái)負(fù)責(zé)電場(chǎng)的供電以及發(fā)電，針對(duì)性地進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。在我國(guó)當(dāng)前風(fēng)電新能源的發(fā)展現(xiàn)狀及其并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)講，整合風(fēng)力電網(wǎng)資源，開(kāi)展無(wú)功補(bǔ)償，采用并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)以及靜止無(wú)功電力補(bǔ)償器三種電力損耗無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞?。充分結(jié)合電網(wǎng)的基本特點(diǎn)以及電網(wǎng)建設(shè)的基本需求，針對(duì)性選擇可以最大限度降到風(fēng)力電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷的建設(shè)方案，有效降低功率損耗，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與社會(huì)效益。

4）風(fēng)電功率評(píng)估。對(duì)風(fēng)電進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)，需要采用很對(duì)并網(wǎng)技術(shù)，其中，最主要的是對(duì)風(fēng)力發(fā)電量進(jìn)行評(píng)估。隨著我國(guó)風(fēng)電事業(yè)的不斷發(fā)展，社會(huì)各界逐漸對(duì)風(fēng)電進(jìn)行了大量研究，通過(guò)這些研究可以發(fā)現(xiàn)，可以利用天氣預(yù)報(bào)的信息，構(gòu)建出不同的分析模型，將這些模型組合到一起之后，計(jì)算出相對(duì)較為精確的結(jié)論。首先，在該技術(shù)當(dāng)中，主要應(yīng)用了天氣遇到的分析信息，由于我國(guó)天氣預(yù)報(bào)技術(shù)較為完善，使得其采集到的天氣信息較為準(zhǔn)確，為風(fēng)力發(fā)電以及并網(wǎng)提供了良好支持。其次，通過(guò)對(duì)風(fēng)電設(shè)備周邊信息的采集，準(zhǔn)確掌握風(fēng)電場(chǎng)所的具體情況，并以此為基礎(chǔ)，確定出輪轂的風(fēng)向，以及風(fēng)力的流動(dòng)速度[2]。最后，利用上述得到的結(jié)果，可繪制出相應(yīng)的功率曲線，從而推導(dǎo)出風(fēng)機(jī)的實(shí)際功率。通過(guò)這一技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)轱L(fēng)機(jī)的選擇提供重要幫助，從根本上改善了預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確的問(wèn)題，極大程度上提升了預(yù)測(cè)的精確度。

4風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1）對(duì)大容量風(fēng)電系統(tǒng)的研發(fā)。當(dāng)前，我國(guó)在大容量風(fēng)電系統(tǒng)研發(fā)方面的力度有待加強(qiáng)，隨著我國(guó)風(fēng)電能源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)與利用，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)裝機(jī)容量的飛速發(fā)展，有關(guān)風(fēng)電部件以及控制子系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)難度進(jìn)一步提高，所以當(dāng)務(wù)之急是研發(fā)一整套大容量、高性能以及能夠穩(wěn)定風(fēng)力的發(fā)電機(jī)組。如何將這一難題成功攻克，研發(fā)出適合當(dāng)下使用以及未來(lái)可預(yù)測(cè)使用狀態(tài)下的風(fēng)電控制，設(shè)計(jì)是我國(guó)風(fēng)電領(lǐng)域所面臨的重要技術(shù)性難題。所以，大容量風(fēng)電系統(tǒng)的研發(fā)與生產(chǎn)是我國(guó)風(fēng)電系統(tǒng)未來(lái)重要的發(fā)展方向之一。

2）針對(duì)并網(wǎng)技術(shù)以及最大風(fēng)能捕獲技術(shù)方面的研究。風(fēng)電場(chǎng)受風(fēng)力以及風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的影響非常大，其發(fā)出的力道常常是不均衡的，對(duì)電網(wǎng)的安全造成不同程度的影響，所以，為了能夠進(jìn)一步提高風(fēng)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及系統(tǒng)應(yīng)對(duì)故障的能力，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的一種支持，需要有關(guān)研究人員對(duì)并網(wǎng)技術(shù)開(kāi)展深入研究與分析。同時(shí)，風(fēng)能的密度比較小，如何能夠捕獲更大的風(fēng)能是未來(lái)風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)的重要研究方向之一。就目前而言，對(duì)風(fēng)能最好的捕獲方法就是調(diào)節(jié)葉片的直徑以及發(fā)電機(jī)的機(jī)組功率轉(zhuǎn)速。從風(fēng)電電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值以及可行性來(lái)講，風(fēng)電系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)以及最大限度的捕獲風(fēng)能是未來(lái)風(fēng)電發(fā)展的首要任務(wù)之一。

結(jié)束語(yǔ)

為進(jìn)一步響應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召，提倡低碳生活，大力發(fā)展風(fēng)電資源是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展道路上的重點(diǎn)之一，眾所周知，煤炭資源屬于不可再生資源，生成周期非常長(zhǎng)，甚至需要上千年的生成周期。因此，風(fēng)電新能源的開(kāi)發(fā)與利用成為我國(guó)資源可持續(xù)發(fā)展的重要選擇之一。

參考文獻(xiàn)

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