风力发电的并网技术

风电新能源并网技术研究

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：风电工程，新能源，并网技术。

1风电新能源发展现状

风能利用技术主要是采用大齿轮的风轮对小密度的风能进行转换，但是现有风轮机对于风能的开发利用程度较低，受各种因素的影响，造成风轮机的效率维持在20%－50%之间。风的方向和速度具有不确定性和间歇性，电能波动较大，考虑风力机组的本身特性，造成得到的电能具有较大的差异性和波动性。我国具有丰富的风能资源，但是在对风能资源的利用上却比较受限。由于资源本身比较丰富且难以储存，造成对于风能的利用成本远高于发电环节的成本，因此在蓄电方面受限，对于电力的运用不充分。另外，由于电网的不可调度性及风能不可控性，无法对风力风电实现行之有效的调度，与此同时，部分地区缺乏先进的机组设备，造成对电力运用受限，加大了调度的难题。

就目前来看，由于技术受限，因此各地区风能利用率较低，且电网调度困难，影响电力系统的发展。对此，首先应考虑风电对于电能质量的影响，通常采用异步发电机规避风电单机的影响，直连配电网。丰富的风电资源距离核心用电区较远，电能的远距离传输会造成谐波污染，使得电压闪变风险系数变大；其次，实现对电网的调度和规划，可以最大化利用现有的风能资源，但是由于风能调峰量具有一定的局限性，制约了对风电的使用率，一旦电网无法实现对功率的有效控制，很容易造成风力注入受阻问题。因此，需要对风电系统进行有效规划，采用适当的电网容量，从而实现电网系统快速发展，同时带动区域经济的发展。

光伏发电与风力发电的并网技术分析

摘要：众所周知，我国的发电类型种类众多，其中光伏发电与风力发电被广泛应用在生产生活之中。本文将详细介绍光伏发电与风力发电并网技术的应用特征，通过专业的研究与调查，精准找出风力发电与光伏发电并网技术的运用现状，并提出优化风力发电与光伏发电并网技术的有效改进措施，其措施内容包含设计新型配电体系、完善综合发电系统、增加并网发电监测力度、控制并网运行状态及科学检测并网运用问题，从而有效增强风力发电与光伏发电并网技术的应用质量。

关键词：光伏发电；风力发电；并网技术析

引言

风能、光能作为清洁型能源，具有无污染、低成本的应用优势。因此，在新时期电力生产中，风力发电技术、光伏发电技术逐渐被推广应用，成为新能源发电技术体系中的关键技术。但是为发挥风电技术和光伏发电技术的应用优势，还应深入进行技术研究，针对性的改善电力生产中的能源结构。

1概述

1.1光伏发电并网技术

光伏发电适用于连接公共电网的技术手段，并网光伏发电系统由太阳能电池组、DC或AC逆变器、交流负载、变换器组成，系统运行期间，公共电网会和并网系统相互协调，共同供应电力资源。在此过程中，光伏发电系统主要是将直流电转换为交流电，公共电网则进行储能，起到蓄电的作用，有助于节约系统应用蓄电池时的成本。不仅如此，相较于蓄电池，公共电网储能的稳定性较强[3]。随着并网光伏发电技术的发展，航天、边防等领域的电能转换率明显提升，且电力供应成本下降。但是在具体应用并网光伏发电技术时，还应着重考虑“电压波动”“谐波”“无功平衡”等问题。 1.2风力发电的并网技术

风力发电是目前应用广泛的发电技术，可以利用丰富的风能资源，为电力企业提供更加稳定的能源。相比于火力发电与水力发电，风力发电更加适应低碳经济的发展，因此风电产业的规模持续增长。风力发电并网能够为人们提供稳定的电能资源，在并网发电系统中有风轮、齿轮箱、发电机、并网装置、变压器等装置，可以进行风能功率调节控制、风能传动、电能转换、电压变更等操作，最终将电能接入电网。随着风力发电的成熟，风电机组成为主流机组，机组的单机容量随之提升，为系统的稳定运行提供了保障。在电能质量控制中，谐波分量越高，线路电阻越大，由此引发的线损、局部过热等问题会影响电能的正常供给。在谐波作用下，线路老化问题严重，对电缆的危害增加。

陆地风电项目的并网操作与电网接入流程

随着可再生能源的快速发展，陆地风电项目在全球范围内得到了广泛的关注和推广。作为一种清洁、可再生的能源形式，风力发电广泛应用于能源供应和减少碳排放的需求之中。然而，陆地风电项目的并网操作和电网接入流程是实施此类项目的关键环节。本文将详细介绍陆地风电项目的并网操作和电网接入流程。

一、并网操作概述

并网操作是指将风力发电场的电能输送到电网中的过程。在风力发电场生成电能后，需要将电能输送到电网中，为供电系统提供清洁的电能。并网操作涉及到各种关键步骤，包括配电网接入、电网调度控制、安全审查和维护等。

配电网接入是并网操作的第一个关键步骤。通常情况下，风力发电场会建设一个升压站，将发电机产生的低压电能升压到适合输送到电网的高压电能。升压站可能包括变压器和开关设备。在将电能输送到升压站之前，风力发电场需要建设适当的输电线路和变电站。

电网调度控制是并网操作的第二个关键步骤。电力系统的稳定运行需要进行调度控制，确保供电系统的负荷持续平衡。风力发电场生成的电能将与其他能源来源的电能混合输送到电网中。因此，电网调度将根据能源供应和负荷需求来优化电能的分配，以确保系统的稳定运行。

安全审查是并网操作的第三个关键步骤。风力发电场在接入电网前，需要经过安全审查和评估。这些审查包括对风力发电场的设计、施工和运行进行评估，以确保其符合电网安全标准和相关法律法规的要求。安全审查还包括对电网的稳定性和可靠性的评估，以确保并网操作不会对整个电力系统造成负面影响。

维护是并网操作的最后一个关键步骤。风力发电场在接入电网后，需要定期进行维护和保养，以确保其正常运行和发电效率。维护工作包括设备检查、故障排除、备件更换等，旨在确保风力发电场的可持续发展。二、电网接入流程

电网接入是指将风力发电场与电网进行连接的过程。在风力发电场建设完成后，接入电网成为必要的步骤，以实现电能的输送和供应。电网接入的流程大致分为以下几个步骤：

风力发电并网流程

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一、前期准备阶段。

在开展风力发电并网之前，有诸多准备工作需要完成。

风力发电机组的并网

第 1 页共 4 页风力发电机组的并网

当平均风速高于3m/s时，风轮开头渐渐起动；风速连续上升，当v4m/s时，机组可自起动直到某一设定转速，此时发电机将按掌握程序被自动地联入电网。一般总是小发电机先并网；当风速连续上升到7～8m/s，发电机将被切换到大发电机运行。假如平均风速处于8～20m/s，则直接从大发电机并网。发电机的并网过程，是通过三相主电路上的三组晶闸管完成的。当发电机过渡到稳定的发电状态后，与晶闸管电路平行的旁路接触器合上，机组完成并网过程，进入稳定运行状态。为了避开产生火花，旁路接触器的开与关，都是在晶闸管关断前进行的。

(一)大小发电机的软并网程序

1)发电机转速已达到预置的切人点，该点的设定应低于发电机同步转速。

2)连接在发电机与电网之间的开关元件晶闸管被触发导通(这时旁路接触器处于断开状态)，导通角随发电机转速与同步转速的接近而增大，随着导通角的增大，发电机转速的加速度减小。

3)当发电机达到同步转速时，晶闸管导通角完全打开，转速超过同步转速进入发电状态。

4)进入发电状态后，晶闸管导通角连续完全导通，但这时绝大部分的电流是通过旁路接触器输送给电网的，由于它比晶闸管电路的电阻小得多。

并网过程中，电流一般被限制在大发电机额定电流以下，如第 2 页共 4 页超出额定电流时间持续3.0s，可以断定晶闸管故障，需要平安停机。由于并网过程是在转速达到同步转速四周进行的，这时转差不大，冲击电流较小，主要是励磁涌流的存在，持续30～40ms。因此无需依据电流反馈调整导通角。晶闸管根据0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°、180°导通角依次变化，可保证起动电流在额定电流以下。晶闸管导通角由0°大到180°完全导通，时间一般不超过6s，否则被认为故障。晶闸管完全导通1s后，旁路接触器吸合，发出吸合命令1s内应收到旁路反馈信号，否则旁路投入失败，正常停机。在此期间，晶闸管仍旧完全导通，收到旁路反馈信号后，停止触发，风力发电机组进入正常运行。

风电并网发电实施方案

风电并网发电是指将分布在不同地理位置的风力发电机组通过电力系统设备连接起来，实现统一调度、统一运行、统一交易和统一管理。风电并网发电的实施方案需要考虑到风电资源的分布、电网规模、技术可行性、经济性等因素，以确保风电资源得以有效利用，提高电网的可靠性和稳定性。

首先，风电并网发电的实施需要进行风电资源的调研和评估。通过对风电资源的分布情况、风速、风向等因素进行详细调查，确定各个风电场的发电潜力和适宜的发电机组类型。同时，还需要考虑到电网的接入情况，确保风电场与电网之间的连接符合电力系统的技术要求。

其次，针对不同地区的风电场，需要制定相应的风电并网方案。根据风电资源的分布情况和电网的接入能力，确定风电场的布局和发电机组的配置。同时，还需要考虑到风电与其他能源的协调发电，以及风电与电网的协调运行，确保风电并网发电系统的稳定性和可靠性。

另外，风电并网发电的实施还需要考虑到技术装备的选型和配套。根据风电场的实际情况，选择适合的风力发电机组和电力系统设备，确保风电并网发电系统的安全运行和高效发电。同时，还需要配套建设相应的监测和控制系统，实现对风电并网发电系统的实时监测和远程控制。

最后，风电并网发电的实施还需要考虑到经济性和环保性。通过对风电并网发电系统的投资和运行成本进行评估，确保风电并网发电系统的经济效益。同时，还需要考虑到风电并网发电系统对环境的影响，采取相应的环保措施，确保风电并网发电系统的可持续发展。

总的来说，风电并网发电的实施方案需要综合考虑风电资源、电网规模、技术装备、经济性和环保性等因素，以确保风电并网发电系统的安全稳定运行，提高风电资源的利用率，推动清洁能源的发展。

风力发电系统并网与稳定性分析

引言

随着对可再生能源的需求越来越大，风力发电逐渐成为一种广泛应用的清洁能源技术。风力发电系统的并网与稳定性是保障其可靠运行的重要因素。本文将对风力发电系统的并网过程以及稳定性分析进行探讨。

一、风力发电系统的并网过程

1. 风力发电系统的组成

风力发电系统主要由风力机、变台、变流器、电网等组成。其中风力机负责将风能转换为机械能，并通过变台将机械能转换为电能，再通过变流器将电能转化为适应电网要求的交流电。

2. 并网条件与要求

风力发电系统的并网需要满足一定的条件与要求。首先，电网的频率、电压和相位应与风力发电系统相匹配，以确保电能能够顺利输送。此外，与电网的连接点需要符合一定的容量和技术要求，以确保正常运行。

3. 并网过程

风力发电系统并网的过程大致分为三个阶段：准备阶段、同步阶段和投入运行阶段。在准备阶段，风力发电系统与电网进行初步连接，并进行必要的测试和校验。在同步阶段，风力发电系统需要与电网进行频率、电压和相位的同步。最后，在投入运行阶段，风力发电系统与电网正式实现互联互通。

二、风力发电系统稳定性分析

1. 稳定性定义与指标风力发电系统的稳定性是指系统在面对外部扰动时维持某种稳定的状态的能力。常见的稳定性指标包括频率稳定性、电压稳定性和功率稳定性。

2. 风力发电系统的稳定性问题

风力发电系统的稳定性问题主要包括频率波动、电压波动和功率波动。由于风力发电的不稳定性，电网会受到风速的影响而频繁波动，给电网的稳定性带来一定的挑战。

3. 稳定性分析方法

稳定性分析是评估风力发电系统是否满足电网的要求的重要手段。常见的稳定性分析方法包括灵敏度分析、模态分析和动态过程仿真等。通过这些方法，可以对风力发电系统的稳定性进行量化评估，并找出其不稳定的原因和解决途径。

4. 提升风力发电系统稳定性的措施

为了提升风力发电系统的稳定性，可以采取一系列措施。首先，提升风力发电机组的控制策略，使其更好地适应电网需求，降低频率和电压波动。其次，增加储能设备的应用，以补充风力发电的不稳定性，减少对电网的影响。此外，加强风力发电系统的调度和运维，及时发现并解决稳定性问题。

新能源并网发电系统的关键技术和发展趋势

新能源并网发电系统是指将可再生能源（如风能、光能等）与传统能源（如煤炭、天然气等）相结合，通过并网发电实现能源的高效利用和减少对环境的污染。新能源并网发电系统的发展已成为全球能源领域的热点，其关键技术和发展趋势备受关注。

1. 多晶硅太阳能电池技术：太阳能作为可再生能源中的重要组成部分，其电池技术的发展对新能源并网发电系统至关重要。目前，多晶硅太阳能电池技术已经成熟，并且在提高光电转换效率和降低成本方面取得了显著进展。

2. 风力发电技术：风力发电是新能源并网发电系统中的另一个重要组成部分。风力发电技术的发展主要包括风机设计、风场优化、风电机组控制等方面。随着风力发电技术的不断提升，风力发电已经成为全球新能源电力装机容量增长最快的领域之一。

3. 储能技术：新能源的不稳定性和间歇性给电网的稳定性和可靠性带来了挑战，而储能技术的发展可以有效缓解这一问题。目前，包括钠硫电池、锂离子电池、超级电容等多种储能技术都在不断提升和改进，以满足新能源并网发电系统对储能技术的需求。

4. 智能电网技术：智能电网技术是新能源并网发电系统的核心技术之一，主要包括智能电表、智能变电站、智能配电网等方面。通过智能电网技术，可以实现对新能源的有效管理和调度，提高电网的稳定性和可靠性。

5. 新能源电站运维管理技术：新能源并网发电系统中，新能源电站的运维管理对系统的长期稳定运行至关重要。运维管理技术包括设备监测、故障预警、远程维护等方面，可以提高新能源电站的运行效率和可靠性。

1. 多能源互补：未来新能源并网发电系统将更多地采用多能源互补的方式，将风能、太阳能、生物质能等多种可再生能源相互补充，实现能源利用的多元化和高效性。

2. 高效储能技术：随着新能源电力装机容量的不断增长，储能技术的发展将会更加重要。未来的高效储能技术将可以更好地解决新能源的不稳定性和间歇性，提高电网的稳定性和可靠性。

风力发电并网技术与电能质量控制分析

摘要：为了降低风力发电对周边环境造成的不良干扰，许多风力发电厂都会建立在人烟稀少的偏远地区，既能够降低风力发电对居民生活的干扰，也能够更好的保障风能获取量，使更多的风力能源转化为电能。但是在这样的过程中，就会导致风力发电管理难度增加，稳定性上会受到许多自然因素的干扰。所以，为了保障风力发电的稳定性，提高风力发电效益，就必须对风电并网技术的应用进行不断完善，以此来保障风力发电质量，为我国能源结构优化做出贡献。

关键词：风力发电；并网技术；电能质量

1 风力发电并网技术

风力发电并网技术包括同步风力发电机组并网技术和异步风力发电机组并网技术。

同步风力发电机组并网技术是指风力发电机和同步发电机功能融合在同步运行的状态下，不仅可以同时输出有功功率，也可以为发电机组提供无功功率，这样可以使整个系统保持良好的稳定状态，在一定程度上优化电能质量。在我国电力系统中，许多电力系统多选择使用了同步发电机组。

异步风力发电机组是指风力发电机与异步风力发电机进行功能上的结合。该机组体系不会对异步风力发电机有过高的精密度要求，只需要保障发电机转速与同步转速尽可能保持一致即可，而且异步风力发电机相关的管理装置也较为简便，实现并网后，整个体系运行状态比较可靠。但是异步风力发电机组并网存在着一定的技术缺陷，例如并网之后会面临较大的冲击，电流影响竟然导致电力运行可能存在安全隐患。

2 风力发电并网对电能质量的影响

2.1 电网谐波能够带来电网谐波影响的主要是来自新能源并网体系当中，例如光伏发电站和风力发电站。具体而言，电网谐波所造成的影响表现如下：一是在并网光伏电站运行的过程中，太阳光照发生变化时，就会导致光伏电站输出功率同步出现谐波间歇变化，导致谐波污染；二是风力发电厂内并网谐波主要来自风力发电机组中的电子装置，风力电场中并联补偿电容器以及线路电抗谐振作用。

2.2 电网频率

在传统电力生产系统内生产运行的过程中，很少会出现频率异常的状况。多年来，根据对并网光伏频率变化数据收集可以发现，即便是在光伏发电站容量不高的状态下时，也可以同时允许多台机组投切，而不会受到电网频率受限的影响。但是在风力发电站内发电的容量占整个电网总量比例不断提高的过程中，整个风力发电机组随机性的影响会变得更为突出，风力发电的随机性就会导致整个风力发电站中的电网系统频率出现严重的波动，进而就会对电网系统的供电能力、用户用电以及整个电网的正常运行带来诸多不良的影响。通过实验操作建立风电功率波动模型，并对电力系统频率进行评估，发现以0.01～1Hz的功率波动会对风力发电电网系统造成最为突出的影响。

风力发电故障分析及并网技术

——故障分析：谢吉堂

并网技术：金崇伟

1 风力发电背景

风能是一种干净清洁的、储量及其丰富的可再生能源，它和其他存在自然界的矿物燃料能源如煤、石油、天然气等不同，它不会随着其本身的转化利用而减少，因而也可以说风能是一种取之不尽、用之不竭的新能源；而煤、石油、天然气等矿物燃料能源，其储量随着利用时间的增长而日益减少枯竭。矿物燃料在利用的过程中会带来严总的环境污染问题，如空气中CO2、SO2、NO、CO等气体的排放增多导致了温室效应、酸雨等问题产生。从上个世纪七十年代，世界各个国家对环境保护、能源危机、节能技术等的关注，认为大规模风力发电是减少空气污染、减少有害气体的排放量的有效措施之一。德国、丹麦、荷兰、瑞典、印度、加拿大等国大力发展风力发电技术，并且取得了显著成绩。2013年全球风电装机新增35467MW，截止到2013年底，全球风电累计装机容量达到318137MW。

中国风能储量大，分布广，而且开发利用潜力巨大。全国平均风功率密度为100W/m2，风能资源总储量约32.26亿kW，可开发和利用的陆地上风能储量有2.53亿kW，近海可开发和利用的风能储量有7.5亿kW，共计约10亿kW。在“九五”期间，我国的风力发电有了快速发展。到2012年底，我国已在14个省份建立了风电场，累计装机达到75324MW，占世界装机容量的1/4。

风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电技术是一种利用风能驱动风机桨叶，进而带动发电机组发电的能源技术。由于风能清洁、无污染、可再生的特点，世界各国大力发展风电技术

，风电正不断超越其预期的发展速度而发展，并一直保持着世界增长最快能源地位。

2 风力发电故障分析的意义

风电对于缓解能源供应、改善能源结结构、保护环境等方面意义重大。这些年，风电机组在我国得到了广泛的安装使用。由于风力发电机组通常处于野外，环境条件恶劣，容易出现故障，维修起来耗费大量人力物力，对风机的可靠性越来越高。因此开展对风力发电机组常见故障机理进行分析研究，对保证风力发电机组安全运行，预防故障发生，减少故障发生率，提高风力发电机组运行的可靠性有重大的实际意义。