风力发电和光伏发电并网问题的探究

风力发电和光伏发电并网问题的探究
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；光伏发电；并网问题
1风力发电并网对电能质量的影响
1.1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。

1.2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。

2风力发电与光伏发电并网中的问题
2.1孤岛效应的产生
在电力企业运营过程中有时需要都对电气设备进行维修保养，当发电系统出
现故障时也可能导致部分区域供电的中断，而当用户端发电系统并不具备这种断
电行为的自检功能后，就可能让其从整个城市输配电网络中脱离出来，进而导致
周边风力与光伏发电网络脱离主输配电网络成为孤岛。

孤岛效应的出现会随着风力、光伏发电装机容量的增大而增大，这都不利于整个配电系统的安全运行，同
时也会给电力检修人员的生命安全带来威胁，并且也可能导致配电系统发生损坏。

2.2发电系统运行可靠性
风力与光伏发电系统在运行过程中还存在较大的不可靠性，这两种发电方式
受到气候环境的影响较大，其中风力发电方式就会受到风速的影响，让发电量出
现明显变化，而光伏发电方式如果遇到连续阴雨天或冬季日照强度不足、日照时
间变短的情况时，其发电量、电压都会出现较大的变化，而这些情况都是较难预测。

另外，风力与光伏发电方式还会受到其他因素的影响，当并网的电力系统出
现停电情况时，也可能导致风力发电设备、光伏发电设备的运行暂停，进而让供
电的稳定性受到影响。

最后就是目前两种发电方式在继电保护方面还有待加强，
不能落实继电保护工作，有可能导致电气设备在运行中出现继电保护的错误动作，进而引起电气设备故障。

在发电设备安装的过程中，没有结合当地实际情况规划
好输配电线路，连接方式与安装地点选择不合理也会导致整个系统的可靠性受到
较大影响。

2.3并网后电网经济效益
当风力发电与光伏发电与输配电网络进行并网后，会导致输配电网络中原有
的部分电气设备被闲置，让整个电力系统的配网结构发生变化，这都会导致资源
的浪费。

在电力系统正常运行过程中，两种发电方式同时运行，配电变压器就会
因为自身的负荷情况较小而发生轻载问题，此时配单设备就可能成为新能源发电
方式的备用设备，进而让输配电网络的运营成本明显提升，让电网获取的经济效
益发生下降。

3应对的措施
3.1做好谐波控制
控制风电电能质量的策略中最为重要的便是谐波控制。

通过对谐波进行控制，能够有效提高风力发电的电能稳定性，也能够更好的保障电能质量。

具体措施是
通过使用静止无功补偿器来对整个风力发电运行进行控制管理。

静止无功补偿器
是由电抗器、谐波过滤器等构成，这一设备具有突出的优势，不仅反应能力迅速，而且可以实现实时的监测，能够对整个电网系统中的无功功率进行监测管理。

静
止无功补偿器在风力电网系统的应用过程中，也能够对电网中的电压变化进行智
能化的调整，该工作行为会根据静止无功补偿器所获得的实时监测结果来进行，
所以对于消除谐波效率而言，会有更为突出的优势，降低了人力工作的压力，可
以为风力发电站的电能质量提升做出更大的努力。

3.2抑制电压波动与闪变
在对风力发电进行电能质量控制的过程中，需要注意电网系统中电压闪变所
造成的负面影响，可以通过观察负荷电流波动情况来提前做好预防。

工作人员根
据电流的急剧变化，运用无功电流补偿措施，尽可能降低电压闪变所造成的负面
影响，也可以使用有源电力滤波器对电流急剧波动变化进行干预。

使用有源电力
滤波器最明显的功能价值在于反应迅速、能力突出，能够适应各种类型的风力发
电系统，而且可以在风力发电运行的过程中，可以维持整个电网系统的稳定性，
使电网系统保持更好的控制效果，实现积极应对电压闪变问题的目的。

如果风力发电系统中出现有功功率之中极速波动情况，会导致风力发电系统
内出现电压闪变问题。

在这样的问题状态下，针对补偿装置进行无功功率补偿能
够发挥出良好的质量控制效果，必要的情况下，可以再针对有功功率进行适当的
补偿。

使用动态电压恢复器通过利用动态电压恢复器中的储能单元功能，将在更
短的时间内向整个电网系统内输入电压，这样便可以提高缓解电压波动问题的效
率。

目前动态电压恢复器已经在风力发电行业内得到了广泛的普及，是当前风力
发电电能质量控制过程中最为有效的手段和途径之一。

3.3降低成本，提高储能技术
使用风力发电技术的目的一方面是为了实现资源的可持续化发展，有效改善
环境污染等问题；另一方面，也是为了能够进一步提升发电技术的经济性。

不过，由于在当前这一时期中，我国的一些风力发电技术还不够完善，并且其相关的设
备有些是需要从国外进行引进的，因此导致了风力发电场的成本比较高，使得风
力发电技术的应用也受到了一定程度的制约。

针对这一情况，相关企业以及部门，还应要及时采取更有效的措施，使风力发电的成本能够有所下降。

而这就需要进
一步加强自主技术的研发工作，使设备的生产成本可以得到有效控制。

除此之外，对于发电技术的发展来说，提高储能技术也是十分关键的。

3.4增强风力发电机组的安全性能
当前，由于风力发电技术的发展速度过快，使得一些相关技术的试验时间比
较短，因此可能会存在一些安全隐患。

当前，这类问题主要存在于装机的各个技
术环节中以及一些发电系统的管理上。

如果风力发电机组的安全性无法保障，那
么不仅仅会影响风力发电机自身的可靠性，同时还会给相关人员带来生命财产上
的威胁。

因此，相关人员还需要针对风力发电机组的有关技术等进行不断完善，
并且需要对操作人员开展更加专业性的安全培训工作，进一步提升风力发电技术
的安全性。

结束语
总之，电力作为关系社会运行与经济发展的重要能源，我们必须关注电力行业的
发展，确保各项新能源技术能够有效应用在电力系统之中，满足我国电力行业发
展的实际需求。

针对当前风力发电与光伏发电并网中存在的主要问题，制定有效
解决并网问题的措施。

参考文献：
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材.2017(23)
[3]新能源发电并网对电网电能质量的影响研究[J].陈美仕.河南科
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[4]光伏发电并网技术发展现状与趋势探析[J].郝琳.现代盐化工.2021(03)。