摘要：随着科学技术的发展，网络系统的并结连接能够提高风力发电的效率，实现风力发电的实时管控，当下结合并网的问题展开系统化的分析，了解其稳定性，在风力发电的机组中结合并网危险与问题等展开思考，讨论其并网稳定性的影响因素，进而实现并网的安全。风力发电目前受到环境影响的因素较多，容易出现脱网问题，导致局部的电压产生不良冲击，因此合理利用清洁能源尤为重要。
关键词：风力发电机组；并网系统稳定性；因素
引言：风力发电利用自然的风能，通过再生资源的循环应用，在净化能源污染性的同时，抵消外界的影响风险，通过并网的风力控制，与时俱进实现并网效果，改善现有的风力发电问题，调控电网压力减少危险，并网虽然还存在不同程度的稳定风险，但经过系列的并网处理，可进一步的发挥出风力发电的能力，合理利用能源实现稳定的发电计划。
一、风电并网的主要问题
原本在风力发电的并网上，仅有部分风电环节利用了并网模式，并网的规模较小容易管理，之后随着资源的利用要求提高，风力发电在发展过程中，逐渐的在各个环节都开始采取并网手段，导致并网的稳定性与风力发电的安全性关联较大，一旦出现并网的危险，那么不仅是网络系统的运营稳定性受到干扰，同时风力发电的电压等也会产生不自然波动，甚至出现大面积的脱网现象，为缓解系统调峰压力，提高并网的应用科学性，应观察风力发电并网的有关问题进行思考。
1.电压波动和闪变
风力发电机组大多采用软并网方式，但在启动时仍会产生较大的冲击电流。当风速超过切出风速时，风机会从额定出力状态自动退出运行。如果整个风电场所有风机几乎同时动作，这种冲击对配电网的影响十分明显。不但如此，风速的变化和风机的塔影效应都会导致风机出力的波动，而其波动正好处在能够产生电压闪变的频率范围之内（低于25 Hz） ，风机在正常运行时也会给电网带来闪变问题，影响电能质量。风力发电引起电压波动和闪变的根本原因是并网风电机组输出功率的波动。电网电压的变化受风电系统有功和无功功率的影响。风电机组输出的有功功率主要依赖于风速；在无功功率方面，恒速风电机组吸收的无功功率随有功功率波动而波动，双馈电机一般采用恒功率因数控制方式，因而无功功率波动较小。并网风电机组不仅在持续运行过程中产生电压波动和闪变，而且在启动、停止和发电机切换过程中也会产生电压波动和闪变。典型的切换操作包括风电机组启动、停止和发电机切换，其中发电机切换仅适用于多台发电机或多绕组发电机的风电机组。这些切换操作引起功率波动，并进一步引起风电机组端点及其他相邻节点的电压波动和闪变。
2.谐波的影响
风电给系统带来谐波的途径主要有两种： 一种是风力发电机本身配备的电力电子装置，可能带来谐波问题。对于直接和电网相连的恒速风力发电机，软启动阶段要通过电力电子装置与电网相连，会产生一定的谐波，不过过程很短，发生的次数也不多，通常可以忽略。但是对于变速风力发电机则不然，变速风力发电机通过整流和逆变装置接入系统，如果电力电子装置的切换频率恰好在产生谐波的范围内，则会产生很严重的谐波问题。随着电力电子元件的不断升级进步，这一问题也在逐步得到解决。另一种是风力发电机的并联补偿电容器可能和线路电抗发生谐振。在实际运行中，曾经测量到到在风电场出口变压器的低压侧产生大量谐波的现象。
二、提高风电并网的稳定性
1.补偿装置的应用
目前，大部分用于改善和提高电能质量的补偿装置都具有抑制电压波动与闪变的功能，如静止无功补偿器（SVC）、有源滤波器（APF）、动态电压恢复器（DVR），以及配电系统电能质量统一控制器（DS2Unicon）等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆风电容量过大，系统发生故障时风电场恢复电压需要吸收大量无功，此时若系统无功功率储备不足，将引起系统局部电压崩溃。从无功电压控制角度考虑，宜采用具有调压功能的变速恒频风电机组。另外，在风电场内和并网点可适当考虑配置快速无功补偿设备SVC（静止无功补偿器）或STATCOM（静止无功发生器）；风电场变电站的主变压器宜采用有载调压变压器，分接头切换可手动控制或自动控制，根据电网调度指令调整。
2.周边电网的建设
由于受电网调峰能力和无功电压控制的制约，一个既定的电力系统可接受的风电装机容量是有限的。值得注意的是，目前部分地区风电项目总规模（已投产、在建和已开展前期工作的项目）已超过某些设计年份电网最大接受风电能力，为满足电网运行安全，需要合理安排风电场投产规模和时序，加快电网及调峰电源的建设，提高电网接受风电能力。风电场出力可以看作为负的负荷，风电场接入电网后加大了电网的等效负荷的峰谷差。风电场总的出力范围约为风电装机的2%～70%。在地区无风的情况下，电网调峰压力加大。地区电网的调峰能力一定程度上限制了并网风电的总规模。在风电比较集中地区宜建设一定容量调节速度快、性能好的电源配合风电的运行，提高系统调峰能力，增加电网接受风电的容量。电网稳定性大型电网具有足够的备用容量和调节能力，对于小容量风电场可以不考虑风电进入引起频率稳定性问题，但是随着并网风电规模的加大，频率稳定问题将会有所突出，风电机组宜考虑参与系统频率控制。
3.风电场运行管理的建议
影响风力发电引起的电压波动和闪变的因素很多，如风况、风电机组类型、控制系统和电网状况等。应该明确各种因素对电压波动和闪变的影响，尽可能量化这些影响，确定各种影响因素之间的相互关系和它们联合作用下的效果。大规模风电场的低电压穿越能力对电网的安全稳定运行有一定影响，在某些情况下，具有低电压穿越能力的风电场反而对系统稳定不利。风电机组低电压穿越能力如何配置需要根据电网的实际情况，通过仿真计算来决定。新建风电场应根据电网要求，选用具有低电压穿越能力的机组，并进行功能配置；对现有不满足低电压穿越能力的风电机组进行改造，对双馈和直驱型风电机组增配低电压穿越功能模块，使其具有低电压穿越能力；对不具备改造条件的风电场，在风电场并网点配置无功补偿设备。电力系统可承受的风电容量是有限的，有必要对系统调峰能力、无功电压控制等方面进行研究，科学地确定各地区风电场可接入电网的容量。风电场宜优先考虑电量的就地消化，对于风电大规模外送，需综合考虑合理选择送出方式，结合地区电网规划研究输电方案。
结束语
综上所述，发电机组并网系统已经成为当前的新能源发电主要形式，代替了传统的发电模式，不仅极大的减少了资源的浪费，挖掘了更多的自然能源，为绿色环保的环境建设提供了助力，同时其能源的利用可循环，具有较强的稳定性，并网中合理的调节功率，保障并网的长时间运行，结合上述的问题展开思考，并了解当地的发电机组并网系统相应要求，结合我国的并网指标等，实现资源的就地转化，引领新时期能源工程，推进能源应用步伐做好准备。
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论文作者:侯干
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：风电论文; 电网论文; 机组论文; 电压论文; 系统论文; 稳定性论文; 风力发电论文; 《电力设备》2019年第6期论文;