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大规模风电场的并网技术研究

一、前言

随着全球能源需求的不断增长，人们对可持续、清洁能源的需

求也日益增强。风能作为一种清洁、可再生的能源，目前已经成

为了世界上最重要的可再生能源之一。不仅如此，风能也成为了

许多国家政府的重点发展方向，大规模风电场建设也逐渐成为了

全球能源行业的主流趋势。

但是，随着大规模风电场的数量不断增加，风电场的并网技术

问题也愈发凸显。如何有效地将多个风电场并网是一个关键问题，

也是一个值得深入研究的课题。本文将围绕大规模风电场的并网

技术展开深入探讨。

二、风电场的并网技术

1.并网概述

并网是指将多个发电机组通过统一的电网进行连接，实现电力

的相互传输和共享。对于风电场而言，采用并网的方式是其必要

的选择。因此，风电场的并网技术也成为了风电发电系统中至关

重要的一环。

2.并网技术分类

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根据连接方式的不同，风电场的并网技术可以分为两种类型：

直接并网和间接并网。

（1）直接并网技术

所谓直接并网，就是将风电场连接到中压或高压电网上，直接

向电网输送电能。这种方式可以减少能源的转换损失，但是需要

风电场与电网之间具备稳定的电压和频率。如果系统过于脆弱，

电网电压不稳定造成电压的波动，甚至导致风电场停机。

（2）间接并网技术

间接并网是指将风电场先连接到变电站，再通过变电站将电能

输送至电网。相对于直接并网，间接并网方式可以更好地保证电

能的稳定供应。如果风电场停机，变电站可以提供备用电源保证

电网的稳定运行。但是，这种方式也会产生更多的转换损失。

3.并网网络拓扑

在实际应用中，还需要考虑风电场和电网的拓扑关系。根据电

力系统的特性，通常主要采用以下四种拓扑结构：

（1）单端供电结构

这种结构下，风机组采用直接并网方式直接输送电能到电网中。

（2）双端供电结构

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在双端供电结构中，风机组可以选择采用间接并网或者直接并

网方式。

（3）并排运行结构

并排运行结构是指将多个风电场或者分布式风力发电装置

（DFIG）并联在一个电网中。

（4）层次化结构

层次化结构是指采用多层次的电网结构，可以有效地降低并网

的电压和频率波动。

三、大规模风电场并网技术研究

1.多风电场直接并网技术研究

在多风电场直接并网技术研究中，一个重要的问题是如何保证

电网电压和频率的稳定性。常见的解决方案包括采用风电场电容

组件、电压控制器、高速运行的可逆变频器等技术来调节风电场

的输出电压。例如，通过电容组件来消除受网络电压影响的劣性

谐波，并减少无功功率，从而保证电网电压和频率的稳定性。同

时，也可以采用多层次的电网结构，如将多个电网并联在一起来

增加电网的耐受压缩能力。这种方式可以降低电网电压和频率的

波动，保证多个风电场的并网稳定性。

2.多风电场间接并网技术研究

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多风电场间接并网的关键问题是如何协调各个风电场之间的输

出。由于风电场本身并不具备电压控制的能力，因此需要借助变

电站来协调各个风电场的输出。为了避免电网电压和频