據(jù)悉，我國 2008 年風(fēng)電的裝機(jī)容量已突破 1000 萬 KW，全國有投運(yùn)的風(fēng)電場 65 座，中國不久將成為最大的風(fēng)力發(fā)電國家。風(fēng)力發(fā)電的主要特點(diǎn)是隨機(jī)性與不可控性，主要隨風(fēng)速變化而變化。因此，風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行對主電網(wǎng)運(yùn)行帶來諸多不利影響。分析風(fēng)電場并網(wǎng)對電網(wǎng)影響是風(fēng)電事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題，同時(shí)也是電網(wǎng)部門安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)新課題。

 一、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的類型

     分析風(fēng)電并網(wǎng)的影響，首先要考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)類型的不同。
     不同風(fēng)電機(jī)組的工作原理、數(shù)學(xué)模型都不相同，因此分析方法也有所差異。
     目前國內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的主要機(jī)型有 3 種，每種機(jī)型都有其特點(diǎn)。

     1.1 異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)

    國內(nèi)已運(yùn)行風(fēng)電場大部分機(jī)組是異步風(fēng)電發(fā)電機(jī)。
    主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、價(jià)格便宜。這種發(fā)電機(jī)組為定速恒頻機(jī)組，運(yùn)行中轉(zhuǎn)速基本不變，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行在風(fēng)能轉(zhuǎn)換最佳狀態(tài)下的幾率比較小，因而發(fā)電能力比新型機(jī)組低。同時(shí)運(yùn)行中需要從電力系統(tǒng)中吸收無功功率。為滿足電網(wǎng)對風(fēng)電場功率因數(shù)的要求，多采用在機(jī)端并聯(lián)補(bǔ)償電容器的方法，其補(bǔ)償策略是異步發(fā)電機(jī)配有若干組固定容量的電容器。
      由于風(fēng)速大小隨氣候環(huán)境變化，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的風(fēng)力機(jī)不可能經(jīng)常在額定風(fēng)速下運(yùn)行，為了充分利用低風(fēng)速時(shí)的風(fēng)能，增加全年的發(fā)電量，近年廣泛應(yīng)用雙速異步發(fā)電機(jī)。這種雙速異步發(fā)電機(jī)可以改變極對數(shù)，有大、小電機(jī) 2 種運(yùn)行方式。

      1.2 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)

      國內(nèi)還有一些風(fēng)電場選用雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，大多來源于國外，價(jià)格較貴。這種機(jī)型稱為變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)，其風(fēng)力機(jī)可以變速運(yùn)行，運(yùn)行速度能在一個(gè)較寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，使風(fēng)機(jī)風(fēng)能利用系數(shù) Cp 得到優(yōu)化，獲得高的利用效率；可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)較平滑的電功率輸出；發(fā)電機(jī)本身不需要另外附加無功補(bǔ)償設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)在一定范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)，例如功率因數(shù)從領(lǐng)先 0.95 調(diào)節(jié)到滯后 0.95 范圍內(nèi)，因而具有調(diào)節(jié)無功功率出力的能力。

     1.3 直驅(qū)式交流永磁同步發(fā)電機(jī)

    大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中，齒輪箱是故障較高的部件。采用無齒輪箱結(jié)構(gòu)能大大提高風(fēng)電機(jī)組的可靠性，降低故障率，提高風(fēng)電機(jī)組的壽命。目前國內(nèi)有風(fēng)電場使用了直驅(qū)式交流永磁同步發(fā)電機(jī)，運(yùn)行時(shí)全部功率經(jīng) A-D-A 變換，接入電力系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行。與其他機(jī)型比較，需考慮諧波治理問題。

 二、風(fēng)電并網(wǎng)對主電網(wǎng)運(yùn)行的影響