风电并网新技术

上海南汇风电场柔性直流输电工程成功投入试运行，这是我国第一条拥有完全自主知识产权，具有世界一流水平的柔性直流输电线路，也是我国在大功率电力电子领域取得的又一重大创新成果。而最近风电行业风机脱网问题频现，这或许也为此提供了一个可行的解决方案。 图为上海南汇风电场建设施工现场。英大图片 　

“通俗地讲，在现有的电网中使用了柔性直流输电系统，相当于在电网中接入了一个阀门和电源，它不仅可以有效地控制其上面通过的电能，隔离电网故障的扩散，而且还能根据电网需求，自身快速、灵活、可调地发出或者吸收一部分能量。”中国电科院贺之渊博士介绍道，“这对优化电网的潮流分布，增强电网稳定性，提升电网的智能化和可控性，都具有一定的作用。” 从技术上来说，柔性直流输电是以电压源换流器为核心的新一代直流输电技术，其采用最先进的电压源型换流器和全控器件，是常规直流输电技术的换代升级。相比于交流输电和常规直流输电，在传输能量的同时，还能灵活地调节与之相连的交流系统电压。具有可控性较好、运行方式灵活、适用场合多等显著优点。

目前，使用交流并网是绝大多数风电场并网的选择。但是风电场通过交流并网目前普遍存在一些技术瓶颈：首先，使用交流并网需要风电场和所连接的交流系统必须严格保持频率同步，而风机对并网处交流母线电压波动较为敏感。现有运行经验表明，交流系统电压波动是风机退网的主要原因之一。其次，在交流系统发生故障的情况下，风电场的稳定运行往往需要在母线出线端加装无功补偿装置，从而提高风场的故障穿越能力。但这样一来加大了风电场投资，另外补偿装置对风机的最大风能捕捉及风机控制器本身，都有可能造成不利影响。 　　

最后，对于海上风电场来说，如果使用交流电缆连接，当电缆长度超过一定数值后，需要很大的感性无功补偿装置，尤其是对于距离岸边较远的风电场来说，在线路中间进行无功补偿几乎没有可能。而使用柔性直流输电电缆理论上没有距离限制，所以当超过一定的等价距离后，一般大于50~100千米，使用直流并网是最合理的选择。