淺談風力發電對電網的影響

賀志成

摘 要：隨著我國經濟的發展，大規模企業越來越多，對能源的需求也在不斷的增長。但是由于企業的增加對礦產資源的開采帶來了很大的壓力，礦產資源屬于不可再生資源，因此，大規模的開采資源總有一天會被開采殆盡。為此，必須不斷的加快新能源的開發與利用，以替代自然資源，文章通過介紹風力發電對電網的影響，更加清晰闡述了新能源的優勢，表明了其在當今社會中的重要性。

關鍵詞：風力發電；發電機；電網；可持續發展

近年來，隨著我國對礦產資源的不斷開發利用，出現了資源匱乏的危機。相信許多仁人志士也已經意識到了這一點，尋找新能源，替代自然資源。已經成為了當代發展的目標。既能不污染環境，又能夠實現可持續發展是當代的主題。風能完全符合這一主題，而且在我國風能資源十分豐富，蘊藏了巨大的能量。因此有效推動風力發電的進一步利用和發展尤為重要。以下就風力發電對電網的影響展開闡述。

1 風力發電機的類型

實現風電并網的前提是首先考慮風力發電機的類型，不同的類型發電機有不同的工作原理。因此其對電網產生的影響也不盡相同。目前我國的風力發電機有以下三種類型。現分述如下：

1.1 異步風力發電機

異步發電機是目前國內運用最多的發電機，其具有結構簡單、運行可靠、價格實惠等優勢。但是這種風力發電機的發電能力較新型的機組發電能力低。原因是其機組為定速恒頻機組，運行轉速基本穩定。不僅如此，在其運行的過程中還得從電力系統中吸收無功功率，才能正常運行。目前，為了滿足該種發電機的使用，多數情況下是在其機端并聯補償電容器，以滿足其工作的需求。

1.2 雙饋異步風力發電機

此種發電機來自國外，價格昂貴。僅有少數在我國使用。但是該種發電機可在一定的范圍內變速運行。通過調節器功率因數，不用再額外的吸收無功功率。例如其功率因數可以從領先的0.95～滯后的0.95。

1.3 直驅式交流永磁同步發電機

目前，我國有許多的大型風力發電機組，但是在實際的運用中，有一個共性，就是齒輪箱容易出故障，因為此減少了其自身的壽命。所以為了解決這一問題，人們研究了無齒輪箱發電機。便是直驅式交流永磁同步發電機。

2 風力發電并網方式

風力發電機的并網方式，直接影響了風力發電機是否能夠向電網輸送電網。在輸送電能的過程中發電機組是否受到了沖擊電流的影響。文章從以下三種方式介紹了風力發電機并網。

2.1 軟并網

軟并網是指發電機轉軸與電流網頻建立了軟連接。該種方式是我國當前使用的主要方式。其工作原理是，風力發電機組啟動時，控制系統對風速進行不間斷地檢測。但是，在啟動的時候其轉速特別小。而且可以發出相當于發電機額定電流的4-7倍的沖擊電流。該功率既影響設備的使用壽命，還會對電網造成不同程度的傷害。

當前，為了解決在電機組啟動時產生沖擊電流的問題，在發電機組中植入了可控硅。使風電機組進入了穩定運行的階段。

2.2 降壓運行裝置

降壓運行裝置在風力發電過程中始終運行。其控制方法較過去的十分復雜。而且還可以在風速低于發電機啟動風速的狀態下啟動。

2.3 整流逆變裝置

整流逆變裝置是將來應用前景比較好的一種并網方式，它可以對無功功率進行智能化控制，實現了電力系統的安全穩定運行。其特點是價格高。

3 我國風力發電對電網運行的影響分析

實現風力發電對我國的電網運行具有重要的意義。一般在風力資源豐富的地方。對風力資源應用的現象較為普遍。但是電網卻顯得很弱。文章將從以下幾方面來闡述我國風力發電對電網運行的影響。

3.1 對電網調度的影響

（1）改變電網潮流的分布。我國作為世界第三大具有廣闊土地資源的國家。其風力資源分布不是很均勻。一般情況下，風力豐富的地方，居住的人口較少。相應的負荷率也較小。使得當地的電網結構十分薄弱。這就使得風電功率的輸入必然要對電網的潮流分布加以改變，這對于電網節點的電壓無疑會產生重要的影響。

（2）備用電源的增加和預留調峰容量。風力具有很強的波動性，人類對其絕對無法控制，正是由于風力的這種不可控性，使得風電機組發出來的電量波動性也隨著風力的波動而波動。而且在并網之后風電場還會對電網造成一定程度的干擾，使得電網需要對備用電源和調峰容量加以提前保留，這種特點也導致了風力發電調度的難度。

由于風力的不確定性，使得對備用電源和調峰容量的預留增加了困難。而且因為風力的波動，使得電力電量的平衡和電源的安排問題凸顯了出來。在我國，對風電預測有著很高的要求。假如風電功率預測過高，便會導致全電網設備備用不足。假如預測過低，則容易導致其他常規風電機組深度調峰容量的增加甚至導致風電機組開啟停調峰。從而導致了煤耗量的快速增加。

3.2 對于電能質量的影響

（1）影響電能質量及電壓波動。風能的不穩定性及其容易影響到發電機組輸出功率的波動。導致風電機在運行的過程中可能會受到湍流效應。從而對電網電壓造成一定的電壓偏差。甚至會出現電壓的周期脈動等。

（2）電網電壓的降低。風力發電機中異步電動機并沒有獨立的勵磁裝置，并網本身沒有電壓，在并網的同時需要伴有一定的沖擊電流，這就極容易導致電壓的降低。這對電網的穩定是極為不利的。

（3）容易造成電壓波形的畸形。在變速風電機組中，其運行過程中需要使用大量的電力電子變頻設備，而這會極容易導致諧波和間諧波的產生，諧波和間諧波的出現，對于電壓的波形畸形有著極為重要的作用。而此種現象的出現是不容忽視的。

3.3 對電網穩定性的影響

（1）降低電壓的穩定。降低了電壓穩定性的直接原因是電壓的無功率特性，導致無功負荷，由于這二者有著緊密的聯系，因此對于電壓的穩定性造成了極大的影響。

（2）威脅電網安全。風力發電對電網的一個重要威脅就是其容易產生短路電流，這一電流對于變電站的母線極易造成熔斷以及對變電站設備造成損壞。

總之，風力發電作為一種新型的可再生資源，尤其是風力發電更是一種清潔能源，對于其有效的利用，能夠減少人們生存環境的污染，促進經濟的發展。

參考文獻

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