摘要：近年來，綠色環保、節能減排是人們關注的熱點話題，風能是一種常見的清潔型能源，隨著環保事業的推進，風力發電也逐漸增多。在風力發電的過程中，電網運行質量和運行安全備受關注。本文主要就風力發電并網對電網的彩響進行了相關的探討與分析。

關鍵詞：風力發電;電網運行;影響分析

隨著我國能源利用率的提升，風力發電在不斷的進步與發展。較發達國家，我國的風力發電事業起步較晚，所以相對落后。不過，隨著經濟水平的提升，我國對國外的優秀經驗進行了積極的借鑒和分析，并且總結出了屬于自己的發電技術，從而促進了風力發電事業的快速發展。隨著風力發電規模的日益擴大，風力發電的容量也在不斷的增加，常規的電源控制電網已經無法保障電網的正常運行，所以需要采取新的技術。本文就此作出了分析，闡述了風力發電并網的作用和影響。

一、 風力發電機組類型

風力發電的機組類型較為常見的有三種，分別是：異步風力發電機、雙饋異步風力發電機、直驅式交流永磁同步發電機。異步風力發電機是國內常見的發電機型，在風力發電中應用廣泛，其具有結構簡單、運行安全等優點，其為定速恒頻機組，運行的過程中，轉速通常不會發生改變，在風能轉換狀態良好的情況下，發電機組的運行機率小，所以發電能力不高。不僅如此，其需要在電力系統中獲取無功率。為了滿足電網的運行要求，采用相應的補償策略是必不可少的通常會在機端并聯補償電容器;雙饋異步發電法普遍應用在兆瓦級的發電機之中，是世界范圍內，最常用的機型。由于風力機的運行速度不是恒定的，且能夠在一定范圍內進行調節，從而在很大程度上優化機風能，使系統運行效率得到有效提升。不僅如此，該發電機的較為平滑，連接簡便，不需要無功補償設備的輔助，能夠在內進行功率的調節;在大型風機組運行的過程中，齒輪箱往住是最容易出現故障的部件。如果選用無齒輪箱的機構，就能有效避免齒輪箱故障問題，從而提升電機組的可靠性和運行效率，減少電機組負荷，提升電機組的使用壽命，也在一定程度上降低了風力發電的行成本。不過，與前兩種機型相比，這種機組需要對諧波問題進行考慮和治理 。

二、風力發電接入電網的方式

常見的風力發電接入電網的方式主要有分散接入和集中接入兩種。接入方式的選擇要考慮多方面的因素，如開發地規模等等。通常來說，規模小且距離風電場較近，能夠進行就地消納的風力發電廠通常會援用分散式接入電網的方式，接入的電壓分別是1035kV。電源采用分布式接入，系統容量小，所以電網運行相對安全。反之，風力發電的開發規模較大，無法實現就地消納，就要選用集中接入的方式采用這種方式的接入等級普遍較高，且需要進行長距離的運輸，所以在總體比重之中，裝機容量占據了很大一部分，如果某個環節產生問題，那么很有可能出現電網運行安全問題，導致電網運行質量的降低。

三、風力發電并網對電網運行的影響

(一)電壓閃變常見的風力發電并網方式為軟并網，盡管采用軟并網方式，啟動時所產生的沖擊電流仍然沒有明顯的環節。如果風速過大，超出切出風速，則風機會推出額定出力狀態。如果風場風機的運行動作相同這種沖擊會對整個電網產生巨大的影響。不僅如此，風速和塔影效應都會嚴重影響風機處理的穩定性，導致風機出力產生波動，從而帶來電壓閃變的問題，不僅影響輸電質量，還在很大程度上影響電網的運行安全。

(二)諧波污染產生諧波污染的原因有兩種：一種是發電子自帶電力電子裝置，從而導致諧波問題。如果采用與電網直接相連的恒速風力發電機，則在軟啟動階段，電網和電子裝置相連，從而產生諧波，但是諧波的出現過程短暫，頻率較低，所以影響不大。如果采用變速風力發電機，由于該發電機主要運用整流裝置和逆變裝置接入電網系統，所以電力電子裝置的切換頻率在諧波范圍之內，從而導致十分嚴重的諧波問題。

然而，電力電子器件在逐步創新與改進，諧波問題的影響正在不斷減小。另一種污染原因是并聯補償電容器與線路電抗產生諧振。在風力發電實際運行的過程中，在風力發電廠出口位置，變壓器的低壓方向出現了大量諧波。雖然諧波問題比較常見，但是與電壓閃變想必，諧波污染比較容易解決，且影響不大。

(三)電壓穩定性

在大規模的風電場的范圍內，電壓波動相對較大，且波動頻繁產生這種問題的情況主要有三個方面：首先，機組啟動的過程中會出現大量沖擊電流，單臺機組并網雖然不會產生較大的沖擊，但是沖擊時間相對較長;其次，如果采用多臺機組并網，很有可能導致電壓驟然下降，影響電網運行質量。所以，在使用多臺發電機組進行并網時，一定要對發電機組進行分組，并且并網工作要有一定的時間間隔。如果風速過大或者產生故障，發電機組會自動推出并網狀態，從而導致電壓突降。如果機組數量較多，則電容補償會導致脫網前的運行電壓增加，從而使電壓下降問題更加嚴重;最后，風速的變化也會影響電壓穩定性，導致電壓波動。如果平均風速加大，則有功功率會隨之增加，母線電壓就會先降低、再升高。這主要是由于，在輸入功率小的情況下，電壓升數值相對較小，從而引發的電壓降大。如果風場輸入功率加大，則電壓升數值就會隨之加大，電壓降增加會相對較小。此外，考慮到電容補償，電場電壓也會增加。尤其是等值阻抗大的情況下，風速變動對電壓的影響就會更加明顯。研究表明，采用電力電子裝置能夠有效降低電壓波動，提升電壓穩定性。如，在并網的過程中風電場機組端如果能夠在瞬間無功，則啟動電流會隨之降低，電網受到的沖擊也會變小。不僅如此，采用異步發電機時一定要采取恰當的防護措施，避免大面積的電壓崩潰，從而嚴重影響電網的運行效率和運行質量 。

(四)無功控制、有功調節

異步發電機是大規模風力發電場中的常見機組，在并網運行的程中，這種機組需要吸收電網的無功功率，從而增加運行負擔，導小型電網的穩定性受到影響。所以，在匹配相應的電容器組是必不可少的，通過電容器組進行無功補償，實現電網運行質量的改進與提升，并且減少無功功率的消耗，有效控制成本。由于控制環節的增加，該機組增加了許多有優點。如，能夠對無功功率加以控制、可以完成有功和無功功率的解耦控制等等。該發電機能夠對轉子轉速加以控制也可以對力矩加以控制。不僅如此，變頻器通過d軸分量實現有功功率的控制，以及轉子側與電網側變頻器之間的有功交換。

結語

綜上所述，風力發電是我國常見的發電方式之一，隨著經濟的進步與發展，我國風力發電技術在逐漸成熟，風力發電的規模日益擴大。近幾年，風力發電已經成為新能源發電發電的主要模式。盡管如此，我國風力發電的技術仍然有待提升，要充分考慮風力發電并網對電網運行的影響。影響并網的原因有很多，如發電機、電場規模、電場規劃等等。解決這些問題要從根本入手，改善硬件設施，調節電網負荷能力和平衡能力，實現電網運行質量的有效提升。

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