风电出力不确定的风电并网优化探究

2025-06-26 03:31 [新能源论文] 来源于：互联网作者：互联网

导读：风电出力不确定的风电并网优化探究宋海涛1 ,吕长建1 ,梅涯2 1.温州市能源发展有限公司浙江温州 325000 2.温州市绿能电力销售有限公司浙江温州 325000 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

风电出力不确定的风电并网优化探究

宋海涛1 ,吕长建1 ,梅涯2

1.温州市能源发展有限公司浙江温州 325000

2.温州市绿能电力销售有限公司浙江温州 325000

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；并网；优化策略

引言

风力发电能够给我国的新能源发电技术奠定扎实的基础保证，属于我国发电方式中最为成熟的一种技术，所以该项技术在我国受到了广泛运用，但当前在实际的风电并网运用后产生了很多急需改进的影响因素，如对电网调度造成的影响、对电力系统稳定性造成的影响等，这些问题都会影响到日常用电情况。

1风电新能源的特点

风电新能源是指借助相关设备进行风能向电能的转化，并将这部分电能供于社会生产、生活使用，以免消耗煤炭、天然气等不可再生资源。作为源于大自然的可再生资源，风能在利用过程中不会产生环境污染和破坏，是良好的清洁能源[1]。不过，风电新能源也存在着一些不利于使用和发展的特点，主要如下。（1）稳定性差。作为过程性能源，风电新能源受风力、风向、风速等因素影响较大，有着极大的随机性，无法被人为控制，很可能在短短几分钟内发生巨大变化，也很难受风力发电机的调节和管理，导致风电机组发电量不稳定。（2）风能储存困难。虽然我国有着非常丰富的风力资源，但总的来说，风能储存量并不大，这主要与风能欠稳定、难以储存及储存成本大有关。调查发现，风能蓄电成本远高于火电，需要在输出电量的基础上调控收纳电量。（3）风轮机工作效率低。风轮机的理想工作效率是65%，但在实际运行中，垂直风轮机的工作效率一般在40%以下，水平风轮机则不超过50%，直接影响了风电新能源的长远发展。（4）风电场位置偏僻且分布不均。我国幅员辽阔，风电新能源丰富，但从整体地形来看，资源丰富区和负荷中心区的距离较大，风电场位置多分布在距负荷中心较远处，电网结构较脆弱，需要强大的风电输送工程支持。若进行大规模风电新能源的开发，需要建设一整套风电输送工程，再加上风轮机利用效率低，对风电新能源的发展造成了阻碍。

2风电出力不确定的风电并网优化策略

2.1风电并网仿真技术分析

风电并网技术能够建立起一个模型对实际的风力发电系统的运行进行全过程的模拟，从而能够使技术人员对风电系统运行产生更直观深入的了解，以便于发现系统中存在的漏洞。目前我国有着多种多样的风电机组，不同的风电机组之间的特性也不同，所以对普遍适应性较强的通用模型建立是有很大难度的，同时大规模失控不确定性风电在末端电网中的集中接入问题，使目前仿真方法已经难以适应实际的需求。目前我国针对多种类型的风电机组，已经建立了超过150种不同型号的风电机组仿真模型，都是以实测参数作为主要依据，经过技术人员的计算，目前误差能够控制在15%左右，这使得我国风电并网仿真技术有了很大的发展，已经走在了世界前列，是我国大规模的风电并网仿真需求基本能够得到满足，对于我国的风电建设产生了很大的推动作用。

2.2降低功率损耗

从风电电网的功率损耗情况来看，大致可以分为有功损耗和无功损耗。随着功率损耗研究的不断深入，可以了解到降低功率损耗也能够相应降低风电系统的用电负荷，以延长设备的使用寿命。因此，可以通过导线路径合理化的方式，优化有功功率，使有功功率计算能够更好地满足风力发电的需要。对于无功功率而言，则是可以根据实际情况，对变压器进行选择，变压器主要是负责供电与发电，可以有针对性地进行无功补偿。目前，我国主要是通过并联电容器、同步调相机和静止无功补偿器三种形式，进行无功补偿，实现电网资源的有效整合，这三种形式都能够较好地满足电网建设需要，并且可以根据实际建设需要进行针对性选择，以达到降低电网运行负荷的最终目的，提高经济效益的同时，也为人们提供更为良好的电力服务，对于社会生产力提升、人们安全稳定用电都有重要的现实意义。

2.3提高地区电网的消纳能力

（1）制定发电计划。风电场可考虑制定发电计划，对常规电机组的出力情况进行合理安排，提高电网的风电接入能力。（2）调整负荷特性。可从调整负荷的峰谷差方面提高电网接入能力，调整负荷特性方式，提升系统调峰冗余度。可在不同用电期制定不同的价格，对用户的需求进行管理，调节用户用电时间，减轻电网的压力。（3）改善电源结构。电网装机容量过多，超出地区电网接纳风电容量时，考虑系统调峰的需求会选择放弃风电。为了提高地区电网的风电消纳能力，可建设相应容量的调峰点源，对风电场的出力波动进行调节。可通过特高压电网大范围调用能量，利用省内其他地区的调峰能源，降低风电并网带来的影响。

2.4加强对于电力系统的内外监测

电力系统的内外检测不仅需具备全面应用的在线检测技术，还需对电力系统的振动进行数据统计，想要达到这样的要求就需运用时域仿真模式。时域仿真模式一般都是运用在分析电力系统的小扰动或暂态稳定中，在机电振荡方面对于该种模式也有所研究。该种方式主要能够满足对于数据进行理论的数据分析，在此基础上运用计算机设备等相关的仿真软件进行数据的整合，将电力系统在受到扰动时能够通过模型样子反馈出来，从而分析出机电振荡期间的频率特性以及阻尼。该种方法可对所有的微分代数方程式以及系统本身所具有的非线性特点全面考量。但在实际运用中还是会存在某些因素的限制性，比如将这样的方式方法运用在规模较大的电网时，在机电振荡的模式下实际的频率较低，由于仿真的精度及相关参数条件实际要求的干扰，就会导致计算数量不断增加，在进行最终计算的过程中所需要的时间输出较多。此外，在没有办法限定干扰机电振荡的主要来源时，就没办法及时寻找到干扰电力系统出现稳定性的诸多原因。或在某种状态下进行运行时，由于扰动的类型、扰动的地点以及管理量的不同，最终会对数据造成不同程度的不确定影响因素。

2.5对风电功率的精准评估

（1）要对风电转换能力，发电量进行精准的评估。包括利用信息技术手段，例如利用大数据技术来构建数字模型的形式，进行精准分析，包括对风速，风力资源的分析，对天气可能出现各种变化性。（2）变化性对风电转化所带来的影响等进行分析，结合更加准确的天气信息，合理安排风电生产，并为并网提供基础性的数据支持。包括结合相关的天气信息，风速，风向等来确定风电机组轮毂的风向，绘制出相应的功率曲线，从而推导出风机的实际功率。进行针对性的生产传输安排。

结语

面对当前能源紧缺、环境污染严重的局面，风电建设步伐逐渐加快，电网中风电场容量比例越来越大，影响电网的稳定运行。为了研究风电并网新技术，应合理控制风电并网带来的不稳定因素，开展大容量风电系统的相关研究，创新并网技术、最大风能捕获技术。发展海上风电场技术可解决风电发展过程中遇到的问题，可推动风电产业可持续发展。

参考文献

[1]张跃嘉.风电新能源发展与并网技术分析[J].区域治理，2018（36）：57.

[2]郝东升，何红亮.有关风电新能源发展与并网技术的探讨[J].百科论坛电子杂志，2018（14）：510.

（编辑：东北亚）

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