风力发电并网“难题”的技术分析

　　目前我国掀起了一轮风力发电并网难题的争论，有人说并网没有“难”题，有人说风力发电并网依然需要“慎重”，并且过去一年里内蒙古风电厂就有350亿的风力发电的设备不能并网、资产闲置，但东南沿海各地又不断有“风力发电成功并网”的消息传来。那么究竟“风力发电并网”是一个“难题”还是风力发电并网“难题”已经彻底解决？作者从技术分析角度做以下分析：
　　首先明白电力骨干线“并网”要求：
　　我国目前采用的是50赫兹同步交流输电供电电网，电网在形成初期电网的特点和各种技术参数就已经基本确立。后期并入电网的各类电能资源必须符合电网初期形成的电位参数和变化规律。这个技术参数主要包括“频率、电压和交流相位”，在电网中起主导作用的“同步”电流成了同化各种入网电流的“主体”电流，其主要表现为电压稳定、频率稳定、相位稳定。电压、频率、相位就成了并网的主体条件。传统发电机用的是同步交流发电机，比如火力发电机在并网初期都有一个与电网合拍即相位相同的调节过程，每一台发电机都是被强大的电网强行拉入同步的。只要做到了“同步”，其相位角便一致，转速便恒定、“频率”相应恒定，电压也随之恒定。而稳定的电压和频率正是高质量的电网所要求的。所以，严格控制发电机发出电流的“相位”，对各类发电机的成功并网具有无可替代的“关键”作用。
　　
　　一， 我国风力发电“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。