摘要：随着我国社会经济的快速发展，我国的各个生产领域对于能源的需求数量也越来越多，能源的供给量是否充足已经成为了影响一个国家经济发展的重要因素之一。风电是绿色环保类能源的典型代表。目前风电已经成为我国的三大能源之一，而大规模风电并网给电力系统的工作带来巨大挑战。
关键词：风电新能源；并网技术；现状与发展
随着能源供应逐渐呈现出紧张的态势，环境问题也在日益突出，所以在城市建设和社会发展的过程中对于可再生能源的开发和利用也受到越来越多的关注和重视。
风力发电作为我国重要的可再生能源，也是当前我国新能源发电技术中最为成熟的一种方式，所以在实际应用的过程中更是得到了广泛的应用。我国占地面积较大，海岸线相对较长，因此风力资源其他国家相比也占据一定优势。在一定程度上说风能也是对太阳能资源的间接利用，其在开发过程中所占据的耕地更少，污染小，但是储量极大，因此是现代很多国家实行可持续发展战略的重要组成环节。特别是近年来人们的生活水平不断提升，也使得风力发电的速度以惊人的姿态进行增长。
1.目前风力发电现状
①世界风电发展现状主要可以从几个国家分析。首先讲美国，美国的风能装机一直不断增加，2003年美国新增风电装机容量1687MW，其后风力发电装置数量也在一直稳步增加，同时风电占据国家电力比例的部分也很高，当然美国的风力发电技术也面临着一些问题。其次是丹麦，丹麦是利用风力发电技术应用最早的国家之一，同时他也是世界上使用风电比例最高国家，风电产业是国民经济主要产业，大约有一半风力发电都是丹麦。然后说一下德国，德国也是世界上风力发电规模最大的国家，风电机制造能力和制造水平也非常之高，因此国内安装的设备都是本国制造。最后，根据美国风能协会等相关协会统计发现风力发电技术最发达国家就是美国、德国和西班牙。
②中国风电发展方面也是利用风能最早的国家，可以开发利用的风能资源次于苏联和美国，是排在世界第三水平，我国风力发电大多都是起源于政府对于风力发电重视程度，装机容量不断增。2016 年，中国风电新增装机容量为 2337 万千瓦，累积装机容量达到 16873 万千瓦。由于风电是一种依赖于自然能源的分散电源，同时目前大多采用恒速恒频异步风力发电系统，其并网运行降低了电网的稳定性和电能质量。随着风电场规模的不断扩大，风电特性对电网的负面影响愈加显著，成为制约风电场建设规模的严重障碍。
2.风电场接入电网对电力系统的影响
2.1风电场并网后改变功率流动的模式
传统电网是电源发出电能经输电线路送至配电网，再由配电网分配到各个负荷，电能是单向传输的。而风电场通常建立在电网的末梢，远离负荷区的风电场并网后，此时的配电网就变成了功率双向流动的电力传输系统，改变了潮流的流动方式，对继电保护的整定产生不利影响。应按双电源或多电源网络考虑保护装置和配置，整定值应躲过风电并网所产生的冲击电流。
2.2影响电网调度及其规划
由于风能存在不可控的性质，因而不能对其进行可靠的预测。在风电场并网之后，可用调峰容量将备用容量减去，剩下的容量便可用来进行风电调峰，但要是用于风电调峰容量很有限，便会对风电场的实际运行起到限制作用，在电网不能将风电场功率波动予以完全平衡之时，一定要对风力发电的注入电网功率进行限制。所以，在对发电计划进行安排实施，一定要对系统的调频与调峰进行分析，此时系统的旋转备用除了需要与调频、调峰彼此相符以外，还需和风电机组出力波动对负荷平衡构成影响相符。
3.风电并网技术现存的问题
风电作为发展规模最大的可再生能源，其并网技术作为风能的核心技术，是世界风电大国共同面临的难点问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆中国的大规模风电开发及接入电网在世界范围内尚属首次，如何推动电力系统技术进步以适应大规模、远距离风电输送的需求，是中国风电发展面临的最大难题。
电力系统是一个实时平衡的系统，发、输、配、用同时完成，发电与用电要做到瞬时平衡。在风电未接入前，调度机构通过调节可控的火电、水电等来实时平衡可精确预测的负荷。而风力发电受风速、风向等影响，具有随机性、间歇性，大规模风电接入后，将对电力系统调峰造成影响。同时，我国调峰性能好的油、气电源比重较小，水电中径流式电站占较大比例，核电基本不参与调峰，电力系统调峰主要依靠煤电。当风电出力较大，火电机组达到最小技术出力后，就会出现弃风现象。波动性风电与调节欠灵活的火电增加了电力系统平衡难度，如何协调风电消纳与电网安全运行时风电优化调度的难点问题。
4.未来我国风电高效利用技术趋势
4.1预测风力发电的功率
将风电转变成可调度电源最为关键性的技术预测风力发电量。最近几年的研究显示，需要将多个数字天气预报的模型进行相应的组合，同时和功率短期预测彼此结合来使精度得到提升。一来，它会对天气预报系统的预测数据结果加以利用，从而得出气温、风向、气压、风速等数据，二来，根据风机四周信息把风力发电机组的轮毂高度风向以及风速信息等得出，三来，通过风机功率曲线将风机实际的输出功率算出。此方法能将恶劣环境下出现预测差这一问题解决掉，从而使预测的精度得到明显提升。
4.2风电场向常规电厂发展
随着能源的短缺，新能源势必将要代替传统能源。由于风能的不确定性，如何使风电场向常规电厂那样满足电网运行的要求，及具有良好的可控可调性，还有很长的路要走。
4.3大规模海上风电并网技术
海陆并举已成为我国风电发展的必然趋势。随着未来我国海上风电规模的不断增加，海上风电并网运行的相关问题也将逐步凸显，这必将成为行业关注的热点和研究的重点。直流汇集及并网技术以其独特的优势将成为未来海上风电并网的主要选择之一。通过开展适应于海上风电规划技术、资源评估与预测技术以及大型海上风电基地交直流混联汇集及送出的直流电网拓扑优化等关键技术研究，全面建成大规模海上新能源接入直流电网协调运行和控制保护技术体系，突破交直流混合电网接口技术瓶颈，实现海上风电接入电网，促进海上风能资源的规模化高效利用。
4.4能源互联下的多能互补技术
在未来能源互联网发展背景下，多能互补技术为风电的高效利用提供了一种很好的选择，其关键在于利用不同能源资源在能量、功率上的时空互补特性，通过多能源电力系统的协调规划、协调优化调度与控制体系建立多能源互补体系。
通过分析包括风光互补、风水互补等方式的不同运行特性，开展含分布式的多能互补开发利用形式及优化规则技术研究，在此基础上充分考虑我国资源中心和负荷中心逆向分布以及我国能源结构的特点，通过多能互补发电系统的体系结构配置技术，以及考虑多种电源、多时间尺度的互补发电系统的能源管理控制技术，充分挖掘系统调峰能力，实现互补发电设备的动态优化组合，降低系统运行成本，提高整个能源系统的运行效率。
结语
随着技术的不断发展，应该说风力发电技术已经得到了长远的发展，风电接入电网的比例也日益提高，这对减少煤炭发电污染和降低发经济成本环境成本都大有裨益，当然我们也需要看到我国的风力发电技术和风电并网技术同发达国家的一些差距，要不断大力投入力度，加快研究、设计和生产步伐问题，促进风电事业快速发展进步。
参考文献
[1]马祥，米渊，马晓宁.风力发电并入大同电网对电网的影响分析[J].中国电力教育，2014(9)：240-241.
[2]傅旭，李海伟，李冰寒.大规模风电场并网对电网的影响及对策综述[J].陕西电力，2010，38(1)：53-57.
论文作者:蔡晓冬
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
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