风电并网难并非是难题——谈中国风电场并网问题-第3页-北极星风力发电网

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4.2“并网”难题的具体体现

节能要求需要在投资上降低成本，异步风力发电机具有成本低、发电效率高的特点，所以我国前一段时间对风力发电机的引进和推广多是这种“异步风力发电机”，异步风力发电机也成了我国前一段时间风电场建设的主导产品。但是，异步风力发电机在目前没有充分改进的情况下并不适合我们国家主流电网的并网，原因有三：一是异步风力发电机的转子转速根据风力大小时刻处在“调节”状态，一旦转速不稳定，导致转子磁场与电网磁场“滑差率”改变，会导致频率突变、频率突变导致电压突变，只有当风力和风速恒定时，转子转速才稳定，发出电才符合“并网”要求，但风速极少处于恒定不变的状态，事实是风速基本上时刻在变。所以异步发电机发出电的“电能”本身并不适合与“电网”同步的并网要求。二是产生谐波和“无功”，因为转子磁场是消耗电网能量产生的磁场效应，转子磁场和电网磁场会有“互感”，由于转子磁场的感应电流没有设计成与电网同步或反相，因而会产生与电网频率不同的“谐波”，也会给电网带来“污染”和负担。三是不受电网节制。像火力发电厂的同步交流发电机的转速经与电网短时间的“磨合”后最后都是与电网“同步”，但异步风力发电机由于某些结构不能与电网保持“同步”，决定了不能像火力发电厂的发电机所发出的电那样成功并网。如果异步风力发电机运行在独立或者说是“离网”的状态，特别是用于电加热，其优势会得到充分发挥，但其必须依赖电网提供励磁又不与电网保持“同步”关系决定了“异步”在并网中的劣势。目前我们国家风力发电并网“难”题主要体现在许多风力发电机都处在“异步”状态。

4.3同步交流发电机在并网中的优势

同步交流发电机在在风力发电市场中主要存在成本较高的问题。但其“同步”的特点对于维护电网的稳定及提供“高质量”的电能具有无可替代的作用。所谓“高质量”电能就是能够产生和电网“同步”即同频、同压、同相的电流，这种电流是电网接受并欢迎的。但同步交流发电机必须具备足够大的容量，当风力增加、风速加快时不至于“失步”或“走步”。这就要求转子或进网相线在产生大力矩同时能够支撑强大的电流，这样势必会增加投资。像目前用的永磁发电机和直流励磁发电机都属于“同步交流发电机”。目前成功并网的风力发电机多是永磁同步发电机。如果说“风力发电并网难题是个伪命题”就是特指风力发电厂所用发电机为“同步交流发电机”。理论上说在一定容量范围之内的同步交流风力发电机发出的电完全符合电网要求，不存在并网“难题”。

4.4异步风力发电机在并网前需做的改进工作

已经存在的不能“并网”的异步风力发电机并不是在“并网”上无能为力的。异步风力发电机完全可以通过改进，变成与电网“同步”的“同步交流发电机”。“异步”对于“同步”而言在表现形式上是转速不同，在磁场变换上转子磁场与电网磁场的是否能够保持稳定不变的关系。只要通过技术革新完全可以把异步风力机结构做某些修改而变成与电网磁场“同步”的关系，表现在外在也是转速恒定、频率恒定、电压恒定，当风速改变时，力矩改变只会导致电流增加而电压和频率不变，专利申请文件201010251688.2减少异步风力发电机对电网产生谐波污染的一种方法所述正是这个内容，请大家密切关注。

5讨论

5.1风电并网难，难在技术还是观念

千瓦不等于千瓦时，装机容量不等于实际发电量。正像丹麦国家电网公司电力市场部副总监莱娜·索那说的：“只有当电网有效地把电力从风机传递到终端用户时，风能才有价值。”

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