風力發電和光伏發電并網問題研究

祁曉華 陳國強

1.內蒙古粵電蒙華新能源有限責任公司 內蒙古呼和浩特 010020

2.ABB（中國）有限公司 內蒙古呼和浩特 010020

風電新能源不會對環境造成污染，已廣泛地應用在我國多個產業領域之中。我國一直倡導走綠色可持續發展的道路，而風電新能源與我國的發展理念高度契合，所以應該注重風電新能源的開發與利用，不斷升級風電新能源的相關技術，發揮出風電新能源的實際優勢與價值。風電新能源在使用過程中需要結合并網技術，能夠發揮出風電新能源的最佳應用效果。

1 風力發電與光伏發電并網的特點和現狀

1.1 并網風力發電特點和現狀

并網型風力發電指的是將風力發電系統和市政電網實現并網以后，在市政電網發電的基礎上利用風能這種可再生清潔能源作為電力系統供電的一種補充。利用風能這種清潔能源，可降低對周圍環境的污染。風能可實現循環利用，提高了資源的利用率，降低對不可再生能源的消耗。但是，該發電形式在實現和市政電網并網以后，受風力資源自身特點的限制，比如，風速的不穩定使得監管部門無法及時獲取風力資源變化信息，加上技術不夠成熟不能提前儲存大量風力資源，就會在需要用電時影響風力發電的效果和電網的正常運行。未來對于并網型的風力發電有很好的前景，需進一步加大對風力發電及其并網的投入和研究[1]。

1.2 并網光伏發電特點和現狀

并網型光伏發電指的是將太陽能光伏發電與電力系統連接起來組成并網型發電系統，可以為電力系統提供無功和有功功率，實現光熱資源向電能資源的轉換，并利用變壓器將其變成和電網相一致的電壓，使得電能在電網中正常傳送。光伏發電不需要蓄電池，這樣就減少了資源的消耗和對環境的污染，同時，可實時供電，運行也更加安全和環保，且操作起來簡便，具有很高的經濟和社會效益。但光伏發電同樣會受到環境和技術因素的影響，在未來還需加大資金方面的投入，加大技術研究[2]。

2 風力發電和光伏發電并網的應用

2.1 風電并網仿真技術分析

風電并網技術能夠建立起一個模型對實際的風力發電系統的運行進行全過程的模擬，從而能夠使技術人員對風電系統運行產生更直觀深入的了解，以便于發現系統中存在的漏洞。目前我國有著多種多樣的風電機組，不同的風電機組之間的特性也不同，所以對普遍適應性較強的通用模型建立是有很大難度的，同時大規模失控不確定性風電在末端電網中的集中接入問題，使目前仿真方法已經難以適應實際的需求。目前我國針對多種類型的風電機組，已經建立了超過150種不同型號的風電機組仿真模型，都是以實測參數作為主要依據，經過技術人員的計算，目前誤差能夠控制在15%左右，這使得我國風電并網仿真技術有了很大的發展，已經走在了世界前列，使得我國大規模的風電并網仿真需求基本能夠得到滿足，對于我國的風電建設產生了很大的推動作用[3]。

2.2 科學預測風力發電量

科學預測風力發電量是控制風電的隨機性與實現風電向常規可調度電源轉變的重要前提。通過對風力發電功率預測方面的深入研究，發現精準預測風電機組輪轂高度位置的氣象信息，主要通過結合各數值天氣預報模型的途徑，實現對功率的短期精確預測。在實踐中通過NWP預測氣溫與風速、風向等相關信息，圍繞風機周圍的物理信息，計算出風力發電機組轂高度的風向與風速。圍繞風機的功率曲線，得出最后的輸出功率，可避免惡劣氣候對預測數據精確度的影響[4]。

2.3 光伏發電站

光伏發電技術的順利應用，離不開光伏電站的支持，光伏電站是進行光伏發電的基礎設備，其直接影響著發電率和電力的有效應用。目前，太陽能發電廠大致分為分散發電廠和集中式太陽能發電廠兩種。分散發電廠是指在恒定電壓水平且不超過20000kW并網的單個發電廠的點存儲容量，轉換后的電能主要用于變電站地區的太陽能發電設備。集中式太陽能發電廠在電能傳輸中有很多階段，設備也更復雜，它通常包括以下步驟：第一，通過轉換設備的作用將太陽能轉換為電能，第二，轉換后的電能通過配電和接收設備輸送到逆變器。最后，在逆變器的作用下，直流電在交流變壓器箱中流動，并與網絡建立連接。為了確保在傳輸過程中安全使用電能，有必要確保各種太陽能組件的正常運行。

2.4 探究有效的新型配電系統

從配電系統發展完善方面來看，應根據風力發電和光伏發電并網后的運行特點探究更加有效的新型配電系統，加強理論研究的同時，還要實地考察風力發電與光伏發電電源位置和方向，研究兩者的容量、并網方式是否科學合理，或減少因為容量過大或并網連接不合理而引起的電壓諧波和電壓波動問題。在未來，應合理規劃并網電力系統，以確保風力發電與光伏發電并網后電力系統運行的安全可靠[5]。

3 結語

本文對風力發電與光伏發電并網的特點進行了簡單介紹，指出這兩種新能源發電方式在實際運行調試中容易出現孤島效應、可靠性和經濟效益方面的問題。所以，要認真研究和全面掌握風力發電與光伏發電在并網實現中存在的問題及其原因，探析解決風力發電和光伏發電并網問題的措施，并不斷加強對并網孤島效應的檢測、探究新型的有效配電系統、完善光伏和風力發電系統，促使我國電力事業健康穩定地發展。