（新疆新能源研究院有限责任公司乌鲁木齐市830026）
摘要：本文简要介绍了智能电网的特征，阐述了我国风力并网发电的现状，针对传统电网条件下风电并网困难问题，提出了将风电并入智能微网中、协调配合主网运行来支持风电发展，为促进风电的发展提供一些参考。
关键词：智能电网；风力发电并网；现状；应用
引言
积极探究智能电网背景下的风力发电发展，对于实现新能源的大规模开发应用，进而彻底解决我国能源紧缺、环境污染等问题，实现节能减排的具体目标具有重要的意义。
一、智能电网的特点
1、自愈——稳定可靠
自愈是实现电网安全可靠运行的主要功能，指无需或仅需少量人为干预，实现电力网络中存在问题元器件的隔离或使其恢复正常运行，最小化或避免用户的供电中断。通过进行连续的评估自测，智能电网可以检测、分析、响应、甚至恢复电力元件或局部网络的异常运行。检测装置和分析模块能够对电网的运行状态进行连续的在线自我评估，并采取预防性的控制手段，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；故障发生时，在没有或少量人工干预下，能够快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。
2、安全——抵御攻击
无论是物理系统还是计算机遭到外部攻击，智能电网均能有效抵御由此造成的对电力系统本身的攻击伤害以及对其他领域形成的伤害；一旦发生中断，也能很快恢复运行。
3、兼容——发电资源
传统电力网络主要是面向远端集中式发电的，通过在电源互联领域引入类似于计算机中“即插即用”技术（尤其是分布式发电资源），电网可以容纳包含集中式发电在内的多种不同类型发电，甚至是储能装置。实现分散发电、可再生发电与中央集中式发电的全面集成，与当地的管理资源协调起来，支持电力交易的有效进行，同时实现资源的优化配置，间接的通过市场交易激励电力市场参与主体参与电网安全管理，从而间接的提高了供电的可靠性、安全性。
4、交互——电力用户
电网运行中与用户设备和行为进行交互，将其视为电力系统的完整组成部分之一，可以促使电力用户发挥积极作用，实现电力运行和环境保护等多方面的收益。
二、风电并网发展现状
我国的风电不论是控制技术还是设备制造方面都与国外发达国家存在一定的差距，需要国家对风电投入更多的人力、物力、财力来积极发展风电，不断降低风电发电成本，并最终能够将成本控制在煤电以下，从而提高国际竞争力，争取从一个风电设备进口大国转变成为出口大国。同时我们还要加强电网网架建设，提高电网稳定性，从而提高风电的穿透功率极限，不断提高风电在我国能源体系中的比例，真正做到风电的大规模应用。
风能资源通常远离负荷中心，风电场的输出随着风速风向的变化而变化，风力发电的特性目前尚未完全明确，所以制约了风力发电的发展。由于风的不可控性和不可预知性，风电场不能像常规电厂一样拥有稳定的可靠性。同时，系统需要有与风电场额定容量相当的备用容量，在风停时替代风电场。这样的话，风电在电网中占的比率将会限制在较小的范围内，由于其与电网相联成本较高，这往往会超出能量本身的价值。
风电场并网运行对电网电能质量、安全稳定等带来影响，且随着风电场规模不断扩大，影响愈加显著，制约风电场容量和规模发展，已成为风能高效利用与风电场安全、稳定运行的关键。因此，围绕风电场系统优化设计关键技术，通过研究风电场优化配置与评估、风电场电气传输技术、风电场系统接入与稳定运行，获得自主知识产权，取得源头创新成果，打破国外在这方面的技术垄断现状，建立发展风能资源规模化利用的有关技术基础，使我国风电场系统优化设计技术达到国际先进水平，并培养一支从事风力发电、风电场设计与运行管理，具有创新能力的队伍。因此，具有战略、经济、社会和学术价值。
三、智能电网在风力发电并网中的应用
1、基于电力电子技术的控制方法
风机需要通过电力电子变换器才能与电网系统相连接。变换器由于其响应速度快、惯性小、过流能力弱等特性，使得其能量管理的控制理念将与常规系统有很大的不同。同时，适用于风力并网中的逆变器除了需要具备常规逆变器的功能以及能够并联运行之外，还需要根据清洁能源的特殊需求具备一些控制功能，例如电压/频率控制和有功无功控制。基于下垂特性的电压/频率控制能实现负荷功率变化时不同清洁电源间变化功率的共享，且在清洁能源发电单元孤岛运行时为智能电网系统提供频率支撑；PQ控制可根据实际运行情况实现清洁电源有功和无功功率的指定控制。
在基于电力电子技术的控制方法基础上，Katirae提出了对可调度能源的有功无功潮流控制方法。该方法采用不同的控制模块，分别对有功、无功进行控制，在基于频率下垂特性的基础上加入了频率恢复算法，能很好地满足频率的质量要求。另外，针对并网发电单元中对无功的不同需求，该法采用了3种不同的控制手段，分别基于电压下垂特性、电压调整策略和潮流因子进行校正。算例表明，该法能够增加智能电网控制的灵活性。
2、基于多代理系统的控制方法
风能在时间和地域上具有很强的互补性，风光互补混合供电系统是可再生能源独立供电系统的一种重要形式。采用基于多代理系统的协调优化技术，能够实现风光发电系统的电压优化控制，保证发电厂电压的稳定与安全，使电网运行可靠平稳。
在现代智能电网中，多代理系统由控制代理、发电单元代理、用户代理和数据库代理组成。各代理之间通过TCP，IP协议交换数据，各代理在自身环境中互动，并由控制代理发送主网控制信息至相应的代理。一方面，用户代理传送负荷信息与需求指令至发电单元代理；另一方面，发电单元代理将电能生产信息传送至用户代理。可视化信息平台收集各代理发送的信息以便调度员进行下一步处理。该法兼顾发电单元所需电能质量和能量管理的要求，采用集中管理和分散独立运行相结合的控制策略，运用多代理技术对各个清洁电源、负荷和开关状态进行监控，使得智能电网的信息更容易获取，系统稳定性更容易分析，控制器更容易设计。
3、智能电网高级故障管理技术
风力电源要求能实现在并网发电和独立运行两种运行模式的快速切换，以保证敏感负荷的供电连续性和供电质量。智能电网高级故障管理为实现这一目标提供了契机。高级故障管理是基于智能控制中心的局部电网自动化、智能控制开关和继电保护装置的管理措施。为提高发电单元的稳定性，须事先提供孤岛运行的所有预处理条件并根据其容量调整孤岛运行的供电量。在运行方式切换前，检查并确定发电单元的电力电子祸合设备、静态无功补偿设备和微处理器处于正常工作状态，以保证能够重启发电单元孤岛运行方式下的保护装置。同时，监测重要节点电压和线路潮流，保证切换方式后重要用户的用电需求。在此控制中，利用智能断路器和智能重合闸，在故障发生后即刻动作，但此时发电单元仍可不间断工作，直至其完全切换至孤岛模式，该法可有效避免发电单元运行方式切换时对重要用户暂时断电所产生的危害。
结语
由于仅浅要设想了在智能电网相关技术已经完善条件下的风力发电，并未考虑到现实中智能电网技术发展的局限性和相关配套基础设施的不完善，智能微网相关技术方面的细节尚需进一步探讨、研究。
参考文献
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