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摘要：随着风电电源的规模在全网容量的比例上较大幅度的提升，致使常规电源在电网运行中，控制与调整能力均被削弱，而风电电源在系统调压、执行系统调配和抑制系统功率震荡等工作上，很难达到常规电源的效率，从而导致风力发电在电网运行中容易产生许多问题。针对这样的情况，我国电力企业需尽快实现风力发电与电网运行协调发展，减少风力发电对电网运行的影响，进而确保电网安全稳定运行以及电力企业在效益方面的最大化。
关键词：风力发电；电网运行；影响
1风力发电机的类型
研究风电并网对电网的影响需考虑风力发电机的类型，不同类型的发电机有不同的工作原理。因此其对电网产生的影响也不尽相同。目前我国的风力发电机有以下三种类型。现分述如下：
1.1异步风力发电机
异步发电机是其结构简单、运行可靠、价格实惠，但是这种风力发电机如采用恒速恒频发电系统时，风力机只能将速度固定到某一转速上，其转子、风轮的速度变化范围小，不能保持最佳叶尖速比，捕获风能的效率低；当采用变速恒频风力发电系统时，由于变频器在发电机定自侧直接与电网和发电机相连，变频器的容量必须与发电机容量相匹配，导致变频器体积、重量增大成本增加的同时还会给系统带来谐波污染。异步发电机在运行的过程中还需从电力系统中吸收无功功率，才能正常运行，为满足该种发电机的使用，多数情况下是在其机端并联补偿电容器，以满足其运行的需求。
1.2双馈异步风力发电机
双馈异步发电机是一种绕线式转子电机。该种发电机定子直接与电网相连，转子通过双向可逆专用变频器供以频率、幅值、相序均可改变的三相低频励磁电流。当风速发生变化时，通过变频器调节励磁电流改变转子磁场的旋转速度，从而使定子感应电势频率保持定值，从而使发电系统变速恒频运行，以获得最佳叶尖速比。
1.3直驱式交流永磁同步发电机
目前，我国有许多的大型风力发电机组，但是在实际的运用中齿轮箱容易故障，因为此减少了其自身的寿命。所以为了解决这一问题，人们研究了无齿轮箱发电机。便是直驱式交流永磁同步发电机。
2风力发电并网方式
风力发电机的并网方式，直接影响了风力发电机是否能够向电网输送电网。在输送电能的过程中发电机组是否受到了冲击电流的影响。文章从以下三种方式介绍了风力发电机并网。
2.1直接并网
这种并网方法要求在并网时发电机的相序与电网的相序相同，当风力驱动的异步发电机转速接近同步转速时即可自动并入电网。自动并网的信号由铡速装置给出，而后通过自动空气开关合闸完成并网过程。直接并网时会出现较大的冲击电流及电网电压的下降，因此此种并网方式只适合异步发电机容量在百千瓦级以下而电网容量较大的情况下。
2.2降压运行装置
此种并网方法是在异步电机与电网之间串接电阻或电抗器或者接入自耦变压器，以达到降低并网合闸瞬间冲击电流幅值及电网电压下降的幅度，但电阻、电抗器等元件要消耗功率，在发电机并入电网以后，进入稳定运行状态时，必须将其迅速切除。此种并网方式适合百千瓦级以上、容量较大的机组，且这种并网方法的经济性较差。
降压运行装置在风力发电过程中始终运行。其控制方法较过去的十分复杂。而且还可以在风速低于发电机启动风速的状态下启动。
2.3整流逆变装置
此种并网方式在发电机侧和电网侧分别加入脉冲整流器，在低风速的情况下，发电机输出的交流电压经过电机侧脉冲整流器升压后，可以满足电网侧脉冲整流器的正常工作，然后通过网侧变流器并入电网。
3我国风力发电对电网运行的影响分析
实现风力发电对我国的电网运行具有重要的意义。一般在风力资源丰富的地方。对风力资源应用的现象较为普遍。但是电网却显得很弱。文章将从以下几方面来阐述我国风力发电对电网运行的影响。
3.1对电网调度的影响
（1）改变电网潮流的分布
我国作为世界第三大具有广阔土地资源的国家。其风力资源分布很不均匀。一般情况下，风力资源丰富的地方，居住的人口较少，相应的负荷也较小，使得当地的电网结构十分薄弱。这就使得风电功率的输入必然要对电网的潮流分布加以改变，这对于电网节点的电压无疑会产生重要的影响。
（2）备用电源的增加和预留调峰容量
风力具有很强的波动性，人类对其无法控制，正是由于风力的这种不可控性，使得风电机组发出来的电量波动性也随着风力的波动而波动。而且在并网之后风电场还会对电网造成一定程度的干扰，使得电网需要对备用电源和调峰容量提前保留，这种特点也导致了风力发电调度难度的增加。由于风力的不确定性，使得对备用电源和调峰容量的预留增加了困难。而且因为风力的波动，使得电力电量的平衡和电源的安排问题凸显了出来。在我国，对风电预测有着很高的要求。假如风电功率预测过高，便会导致全网设备备用不足。假如预测过低，则容易导致其他常规机组调峰容量增加甚至导致风电机组停机调峰。从而导致各电力企业能耗增加。
3.2对于电能质量的影响
（1）影响电能质量及电压波动。风能的不稳定性及其容易影响到发电机组输出功率的波动。且风电机在运行过程中可能会受到湍流效应，从而对电网电压造成一定的电压偏差。甚至会出现电压的周期脉动等。
（2）电网电压的降低。风力发电机中异步电动机并没有独立的励磁装置，并网本身没有电压，在并网的同时伴有一定的冲击电流，这就极容易导致电压的降低。这对电网的稳定是极为不利的。
（3）容易造成电压波形的畸形。在变速风电机组中，其运行过程中需要使用大量的电力电子设备，而这极易产生谐波，谐波出现对电压波形造成畸形。而此种现象是不容忽视的。
3.3对电网稳定性的影响
（1）降低电压的稳定。降低了电压稳定性的直接原因是电压的无功功率特性，导致无功负荷增加，由于这二者有着紧密的联系，因此对于电压的稳定性造成了极大的影响。
（2）威胁电网安全。风力发电对电网的一个重要威胁就是其容易产生短路电流，这一电流对于变电站的母线极易造成熔断以及对变电站设备造成损坏。
4风力发电对电网影响的控制措施
4.1切实优化风电场规划
要想进一步降低风力发电对电网的影响，需要以合理的规划为基础保障，其中规模大小尤为关键，而风电的极限穿透功率以及短路容量必常常用于分析、评价电网规模。具体而言，风电穿透功率是指在正常运行状态下，电网可承受风电装机容量的最大值，一般情况下，10%较为可取，但要求综合考虑风电场发电设备、运行特性、接入网络结构等诸多因素；而短路容量比则是指电力系统与风电场连接公共点短路容量之间的比值，该值越小，说明越能抵抗风电扰动，3.3-5%是经验数据，可是也需要视情况而定，因为若考虑不周，设计不当，风电场的规模会受到约束。
4.2增强风电场动态特性
增强风电场自身的动态特性也不失为一种降低其对电网影响的有效措施，常见的方法包括：选用先进的风电机型，应具有一定的低电压穿越能力，功率因数在线可调；进行动态无功补偿，以期使系统的动态特性得到改善；适当提升功率因数，用于风电场运行条件的优化；电网保留一定的无功备用容量，以保证正常运行方式下，突然失电时能保持电压稳定；配备故障快速切除系统，即在故障出现后，切除一定数量的风电机组，以抑制无功功率的吸收，从而快速恢复电压，维护系统安全运行。此外还有一些措施利于增强系统的抗干扰能力，如将PSS附加在励磁机上，将功率震荡阻尼回路设置在FACTS系统中，增设合适的串并联补偿装置等，以此实现功角稳定性的改善。
结束语：绿色能源的风力发电是未来利用新能源发电的主流，电网企业要做到风力发电和电网运行之间相互协调、共同发展，就应深入的分析当下阻碍风力发电在发展过程中的瓶颈，并找出根本原因有针对性的给予相应的措施来解决。总之，电网企业需掌握住风力发展的政策导向和技术特点，积极解决风力发电对电网运行的影响，才能实现风力发电与电网运行能够协调的发展。
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