双馈型风电机组并网技术研究

双馈型风电机组并网技术研究

王依坤

临沂电力学校

摘要：在构建绿色社会的理念指引下，为了减少环境的污染，多数传统能源使用领域逐渐以电力商品来作为第一优先替代能源。在这种背景下，电力行业的发展就迎来了全新的时期。风电作为一种生态效益显著的资源开发形式，近年来受到全社会的广泛关注，风电是以自然资源来作为能源转化的一种重要形式，相对于传统的火力发电而言，其生态价值更为显著，十分契合构建绿色社会的发展观。尽管风电的优势性如此明显，但是风电并网过程中，仍然存在着一定的不足，从而影响了电网的稳定性。基于此，就需要结合风电发展的趋势，来加强对并网技术的研究与应用工作，从而让风电更好地并网运行，发挥出其生态作用。

关键词：风电机组；并网技术；研究；

引言

随着国内风电的迅速发展和装机容量逐渐增加，风电与电网的相互影响已不容忽视。国家电网一方面逐步推出相应的标准及法规来提高风机并网性能要求，增强风机的电网适应性；另一方面开始要求风电场对电网提供相应的支撑和支持，协助电网故障切除后快速恢复运行。国家相关部门陆续推出《风电场接入电力系统技术规定》《风电场无功配置及电压控制技术规定》以及《风力发电场无功配置及电压控制技术规定》《风电机组故障电压穿越能力测试规程》等标准，这些标准均对风电场及风电机组并网提出了具体的要求。

1风电新能源发展的现状及特点

风电是一种利用风力资源来转化为电能的发电生产技术，是通过风电机组设备，利用设备的协调运作来实现自然资源的转化的。风电机组由叶片，轮毂，齿轮箱，发电机等诸多零部件组能，风吹过叶片，再驱动轮毂，进行带动整个风电机组设备，将风能转化为电能。风电新能源经过长时间的探索与实践，并不断总结发电技术，当前已经成为除水力发电之外的重要新能源发电形式。而且我国地域广袤，地质情况各种各样，风力资源十分丰富，所以，我国开展并大力推广新能源风电项目具有十分广阔的前景，风力发电的规模也越来越大，覆盖范围也越来越广，风电并入电网，为社会生产生活服务逐渐成为常态化。基于风电新能源生产的特殊性，风电的生产与传输也会受到诸多因素的影响，包括风电场的风速情况，而风速又会受到地理位置，天气情况的影响。所以，风电新能源虽然具有一定的应用优势，但同时也存在着一定的不确定性。风电生产会随着季节，气候等的变化而产生风力资源的变化，例如风速变缓等问题就会直接影响风电的转化。并且，风力属于自然资源，自然资源的随机性与间歇性特征是人力无法干预的。而这种特性也就导致了风力发电机很难根据现场的情况来调控出力大小的均匀度。所以，风电机组所产生的电能也具有一定的变化性，这种变化会随着自然环境的变化而变化，是波动的。

2风电并网对电力系统的影响

随着风力发电容量占区域电网比例的增加，风电并网对电力系统的影响变得更加明显。风力发电机的输出与风速的立方成正比，而风速本身会随机波动，这使风电输出不稳定，这种波动和不稳定的功率并入电网，会引起电压波动和电压闪烁。当前，风力发电机分为直接驱动永磁同步发电机和双动力异步风力发电机，依靠电力电子设备进行控制，控制时必须考虑谐波引起的干扰。谐波电流的产生归因于风力发电机，会导致电压波形失真。风电通常连接到薄弱的终端电网，终端电网会修改电网的单向潮流特性，改变原始潮流的方向和分布。随着风能渗透率的不断提高，风力发电厂附近的电网联络线的功率和电压将高于安全水平，而在严重情况下电压会下降。通常，普通风力发电机中使用的无功功率补偿方法是容量补偿，无功功率补偿量与接入点电压的平方成正比。随着系统电压水平的下降，无功功率补偿的数量将减少。风力发电厂缺乏对无功功率的支持，这增加了电网对无功功率的需求，并降低了电压水平，一些风力发电机会由于自身的低压保护而自动关闭。

3风电机组并网技术研究

3.1提高风电并网电力系统稳定性

系统稳定性可分成暂态稳定性和静态稳定性两类。在电力系统的运行中，如果遭受其他因素的干扰，可能无法回归原来的系统工作水平，失去系统稳定性。风电并网电力系统也存在稳定性问题，且因为风力发电系统中采用的发电机组和一般的发电机组不同，所以其稳定性更具特点。不论是常规的同步发电机还是风力发电机组，都是因为系统的瞬时动力不均匀而存在不稳定。储能技术具备的迅速动力反馈的特点，可以提高风电并网电力系统的工作可靠性。在应用储能技术时，要进行合理控制，从而充分发挥储能技术的作用。在应用的过程中，要注意储能技术的经济性与储能容量。在风电并网系统中，储能技术具备多元化的特点，可以同时或分时执行系统的工作，这一特点间接地增加了对储能技术的控制难度，使得控制过程中时常出现问题。针对上述问题，需要利用多元化的储能控制系统。同时，要选择工作能力强、工作经验丰富及对自身工作负责的人员进行操作，只有这样才能够彻底控制储能技术。

3.2抑制风电场功率波动

在风电场的发电活动中，出力变化大和无法得到有效管理是导致供电性能下降的重要原因，同时也造成了电力效率及调度经济性问题的产生。可以在开展风电并网时引进储能技术，并加强相关的控制策略。风力发电过程中油封速会随机改变，导致风能出力效果变化，应用储能技术可以改善风能输出变化的情况。在短期储能和中期储能发展阶段，可以通过提升风电场发电系统的总容量，解决响应速度和经济性方面的问题。

3.3应用技术手段降低电网压力

从风电的生产，到传输，到使用过程中，必然会产生一定的消耗，这种消耗类型以有功率消耗和无功率消耗的形式体现。风电并网过程中也会产生这样的问题，当损耗率不断增加时，就会影响风电生产的经济效益。这就需要采取有效的技术手段与方法来对风电线路中一些隐藏的问题来进行识别与排除，不仅可以降低用电负荷，同时能够延长电力设备的使用寿命。主要从几个方面着手，（1）科学选择路径，尽可能降低电阻的压力值，从而减少有功率损耗，提高传输效率。（2）结合风电场电力转换的实际情况，选择更加匹配的变压器来负责电场的供电与发电，针对性地进行无功补偿，更好地融合风力电网资源，包括利用并联电容器，同步调相机以及静止无功电力补偿器三种电力损耗无功补偿的方式。最大限度降到风力电网运行负荷，有效降低功率损耗，创造更多的经济价值。

3.4利用风电机组综合控制策略

为了实现对风电机组调频潜力的挖掘，研究工作者提出了针对风电场电池储能技术的辅助调频技术，这种技术可以改善风电机组调频的潜力挖掘能力。如果融合应用风电系统自身的调频控制和电池储能调频技术，可以改善风电机组自身的调频能力和电池储能的灵活性，优化风电储能的能力和容量，通过技术优势互补，为风电系统的调频能力提供更强的技术支持，使得风电场的技术经济性得到进一步的改善。

结束语

基于风电新能源项目生产，并网技术的特殊性与复杂性，要从不同风电项目的实际出发，结合具体问题来对采取有效的手段，来实现并网技术应用的有效性，成确保上风电项目效益与价值的实现。

参考文献

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（1）作者简介：姓名:王依坤（出生年份:2001年08月），性别:男，民族:汉，籍贯:山东临沂，职务/职称:教师、班主任，学历:专科，单位:临沂电力学校，研究方向:风力发电并网。