风电新能源及其闪变问题与对策分析

韩利坤

摘要：风电新能源作为一种清洁型的能源在应用的过程中具有绿色环保的特点，符合我国可持续发展的理念。从目前的发展状况来说，风电能源属于一种可再生资源，这种资源极其丰富，并且在开发过程中投入的成本费用较低。由于风电能源的多种优势，这项能源的开发已经成为我国的重点研究项目。目前，全球都在大规模地锐风电新能源的开发和应用进行探索，因此这种能源在未来具有广阔的发展空间。本文主要是分析了风电新能源应用过程中出现的主要问题以及成因，并且提出了相应的解决策略，希望能够为不断提升风电能源的应用效率提供参考意见。

关键词：风电新能源；闪变问题；解决对策

能源是确保国民经济发展的基础保障，自改革开放以来，我国的能源开发行业取得了突飞猛进的成长，但是我国在发展的过程中也面临着能源供应与实际需求不平衡的问题，为了寻求环保型的可再生能源，国家将着眼点放在了风电新能源上。风电新能源在应用的过程中不会为环境带来负担，同时投入成本较为低廉，在我国的能源行业发展过程中，具有广大的发展前景，同时也具备着巨大的开发潜能。但是风电能源在使用过程中可能会出现闪变等其他问题，只有从根源上将这些问题解决才能为我国风电新能源的应用开辟更加广阔的市场。

一、风能的闪变问题及其成因

风力发电其实就是利用风力作为发电的源动力而促使发电机制造电能。但是由于风能会受到风速以及风向变化的影响，因此，在发电的过程中只能利用流经风力机的风能才能促进发电。因此，在发电过程中，对风能的应用也是随机变动的，换句话说，风电机组在运行的过程中，并不具备储存电能的作用，只能根据风的动向以及变化对电源装置进行调整。这种发电方式相比于另外一种清洁能源，水力发电来说，在发电过程中具有变动性较强的特点。除此之外，由于在不同地点的风力发电机，面对的风速和风向具有明显的差异，就造成了即使处在同一区域的风电机组其发电的功率也是不同步的现象。而这种变动幅度较大的电能注入到电网后，就可能会对电网系统的运行质量造成不利影响。目前，随着我国风电机场的建设规模不断扩大，风电场发电的不稳定性也必然会导致与之相连接的电网系统出现严重的供电不稳定问题，而发电波动频率较大的问题也成为了制约我国风电场发展的重要因素。

风电机组在风速的不同作用下，其发电的功率输出具有变动性较大的特征。这就可能导致与风电机接入的某些电网系统出现大幅度的电压波动。通过对这些电压波动进行实验，我们发现，0.1赫兹35赫兹范围内的电压波动都可以引发人类肉眼就可以察觉到的闪变问题，而对于变化速度较快的风力来说，其变化频率一般也在0.1赫兹左右。这种频率范围内的电压波动引起的闪变问题，通常不会被人类的肉眼所察觉，但是由于受到了风电机组的结构性影响，风力带来的小范围变动，将会引起呈指数倍增长的电压波动，这种连续波动的电压很可能会引发较为严重的闪变问题。而风电机组在并网运行过程中引起的电压波动，主要是风速或风向的变动而引起的^[1]。

实时的风力状况会直接影响到风电机组运行过程中的电压水平，同时，这也是造成发电过程中出现闪变状况的直接原因。随着风力速度的不断增大，风电机组内产生的电压波动以及闪电频率也在不断提升，风力速度已经超过风电机组额定的标准风力速度时，风电机组的叶片就有可能由于速度较慢而导致电压出现大幅度波动，而变速风电机组由于能够有效地让这种波动的频率逐渐放缓。因此，变速电机组在这一过程中产生的电压波动相对较小。由此可见，风力的强度和速度对于风电机组电压的波动以及闪变状况的影响较大，风力的强度和速度与电压波动和闪变状况基本上呈正相关的关系。

除去风力速度、风力强度以及风电机组的相关性之外，风电机组接入电网系统结构也会对风电机组电压的波动以及闪状态产生严重的影响。

二、解决风电新能源闪变问题的对策

（一）研究并网技术以及最大风能捕获技术

风电场的发电过程中，主要受到了来自于风力速度和风机控制系统的影响，因此，在发电过程中，可能会出现电压不稳定的状况而导致的闪变问题，严重地影响到区域电网运行的安全性。为了确保我国电网系统的安全运行，在大力发展风电新能源的同时，也必须要考虑到风力发电系统的可靠性以及对故障的应对能力。针对这一问题，我们可以利用辅助系统让风电机厂与区域电网连接的过程中更加具有稳定性，通过加大二者之间的发电联系，采用辅助系统合理地控制闪变问题。风电场发电的不稳定性与目前人类对风力环境了解的限制有关系，风力属于自然界的绿色资源，而大自然中，尽管存在着许多清洁能源可以被人类所用，但是，如何能够确保这些清洁能源的利用达到有效的目的，仍然是当前科研人员面临的严峻问题。风能本身就属于一种可再生的清洁能源，而大力发展风力发电，相比于传统的火力发电来说，对环境的保护以及资源的节约具有重大意义。但是自然界中的风是飘忽不定的，如何能够最大限度地捕获风能，并且维持风能运用过程中的稳定性，才是风力发电需要研究的重点问题

^[2]。

在这一过程中，我们可以结合并网技术对风电新能源技术的进一步研究进行辅助。通过对自然界中的风能进行分析，我们可以知道风能的密度较小，但是流动速度很快，这也成为了风电能源技术面临的难题。目前，捕捉最大风能已经作为了风电技术研究的发展方向，而并网技术是风电新能源研究过程中最为常用的技术之一。根据我国风电能源的研究状况来看，想要捕捉最大风源必须要借助相应的工具，可以通过调节发电机组的转速以及发电桨的距离，实时地捕捉到最大风能。以此来确保区域电网运行过程中的经济成本以及运行平稳性^[3]。

（二）研究大容量风电系统

目前，风电新能源的发展对于我国未来的能源节约和可持续发展具有长远的意义。从客观的角度上来说，目前，我国的风电新能源发展对于自然界中的风能依赖程度较高，并且，我国将风电新能源发展的重点区域放在了海上区域，但是我国一直缺乏对大容量风电系统的研发。目前，很多西方发达国家已经在大容量风电系统的研发方面取得了一定的成就，大容量的风电系统在应用的过程中，能够在最大限度上收集风能，从而制造更多的电力，但是我国在相关方面的研究还处于起步阶段，面临的难度也较大^[4]。

（三）利用大数据技术监测风电系统

风电新能源的发展离不开对大数据技术的应用，目前，在我国的云南地区已经建立起了依托互联网大数据技术下的风电能源平台。在此基础上，云南地区不仅完成了锐风电项目的技术改革，同时还在水电以及光伏发电等项目中采用了云数据技术，实现了对电力能源的数据集中监测以及统一控制。风电新能源技术的发展与现代化，科学技术的发展是相辅相成的。与此同时，国家还应该加大对高新技术人才的培养。逐步实现采用大数据技术对发电端的数据优化，通过数据监测的方式提升电源端设备的工作效率，并且对风电系统运行过程中的参数进行实时的监控，将数据进行及时汇总，建立统一共享的数据信息库，让风电系统的运作过程逐步朝智能化和数字化的方向发展。在大数据技术的监测基础上，可以通过整合能源供需数据，对区域的发电量进行合理的调配，可以根据不同区域对能源供应的动态需求进行智能化的能源分配，同时，还能有效地解决区域电网的调度问题，深入地挖掘风电系统能源技术的发展^[5]。

结语：

综上所述，近年来，全球各国都面临着不同程度的能源危机以及环境污染问题，我国在发展的过程中基于长远发展的考虑目标，也建立起了一系列的新能源战略。而风能属于一种可再生的清洁能源，通过风能进行发电不仅有效地节约了发电过程中应用的火力和煤炭资源，同时还不会对环境造成负面影响。为了解决风能发电过程中出现的闪变问题。目前，我国致力于不断发展大数据技术下的智慧风电系统，通过并网技术捕捉最大风能用于风力发电过程中，希望能够为不断促进我国的长远稳定发展作出贡献。

参考文献：

[1]马春兰.风电新能源及其并网技术的发展现状探究[J].湖南水利水电，2020,02:65-66+69.

[2]陈嘉霖，周宏志，周星驰.风电新能源发展现状及技术发展前景研究[J].中国新通信，2020,2219:146-148.

[3]吉孝明.风电新能源并网技术研究[J].电子世界，2021,02:27-28.

[4]宋杰.风电新能源发展与并网技术探讨[J].长江技术经济，2021,5S1:173-175.

[5]王建强.风电新能源发展现状及技术发展前景研究[J].智慧中国，2021,06:92-93.

作者介绍：

韩利坤（1981.3），性别：男 ； 籍贯：河北省邯郸市；民族：汉 ；学历：本科 职称：工程师 ；研究方向：电力项目开发