浅析风力发电并网技术及电能控制

浅析风力发电并网技术及电能控制

李柯

湖南五凌电力工程有限公司 湖南 长沙 410004

摘要：经济在迅猛发展，社会在不断进步，对电能的需求量也越来越大，然而，传统的火力发电不但大量消耗煤炭而且对环境有严重的污染，所以，新能源发电逐渐受到了社会的高度关注，并且其技术也愈发成熟。其中风力发电就是当前应用范围最广的新能源发电方式之一。随着我国的风力发电技术的成熟，风力发电容量不断增加。但是，风力发电要想得到使用，就要将风电并入电网，才能向千家万户完成供电。而风电并网过程中，却会对配电网产生一定的影响，进而造成供电质量的不稳定。基于此，当前针对风力发电并网技术的研究还需要不断深入，从而更好地实现电能质量的控制，更好地满足社会对电能的使用需求。

关键词：风力发电；并网技术；电能控制

引言

近年来，由于风力发电具有多种优势，如资源分布非常广泛、清洁无污染等，所以人们对其给予了高度关注，有效推动了风力发电的快速发展。不过在提高风力发电厂容量过程中，却会不同程度地影响电网系统，电能质量的影响程度随着风电机组并网运行规模的扩大而上升。因为风力资源具有不确定性，再加上风电机组运行的特点，严重降低风电机组输出功率的稳定性，进而会影响电能的质量。目前，我国风力发电机组主要选用软并网模式，不过在启动发电机组时还是会出现非常大的冲击电流。假如风速比切出风速高，则风机便会立即停止运行。在整个电网系统中，假如全部风机同时进行运行，则会产生非常大的冲击电流，严重影响整个电网系统，最终会对电网的电能质量造成严重影响。另外，当风机的风速、塔影效应发生变化时，便会产生风机波动现象，且风机波动在电压闪变的发生频率范围之内，所以电网电能质量深受风机运行的影响。因此，对风电机组并网的技术功效和电能的质量控制的重点进行深入探究，具有重要且深远的意义。

1风电新能源的基本特点概述

风电作为一种新能源，其工作方式是利用相关的设备将风产生的动能转为成为电能，而风能是一种清洁的、可再生的能源，风电近些年来在世界范围内受到各个国家的重视，我国也正在大力开展风电建设。从世界范围来看，经过相关的计算表明，世界当前可利用的风能资源储量比水力资源高出10倍左右。我国的风能资源也非常丰富，可以供开发和利用的风能储量超过10亿kW，我国目前风电装机超过2亿kW。风能是一种具有代表性的无公害、可再生的清洁能源，风电在一些水资源匮乏的地区发挥着重要的作用，例如我国的沿海城市、草原牧区、山地高原等地区，都非常适合使用风力发电的方式提供电力能源。我国对风电建设也给予了高度的关注，国家通过财政补贴的方式大力支持全国各地开展风电建设，取得了很好的效果，目前我国多个地区已经兴建了许多大型的风电场，对我国的电力能源输送起到了至关重要的作用。

2风力发电并网技术及电能控制

2.1注重对风电信息分析工作的完善

在开展风电并网工作时，要建立相应的风电信息统计与分析平台，进而提供更加高效的信息服务。在其平台建立完成后，就可以形成全过程的信息库，使相关政府部门可以及时获得更加准确的风电服务信息，进一步增强风电接入系统的工程管理力度，使风电并网送输过程得到有效保证。针对一些大型的风电基础项目，就要做好前期准备工作，强化地方核准风电项目的计划管理工作，逐渐制定科学的并网检测规定，将并网检测制度充分落实。针对风电运行，还要强化管理过程，对风电调度实现科学的计划管理，进一步提升并网管理质量。

2.2建立完善电网调度的运行考核制度

电网运行期间构建完备的电网调度运行考核体系十分关键，体系的构建能直接将智能电网在电网调度期间的管理状态进行及时反馈，并能给后续控制管理工作提供每日的基础数据。数据的展现可更好地反馈出电网的日常问题，所以想要更好地将电网调度体系运用到智能电网中，制定相对应的考核制度并在该基础上结合奖惩方式促进相关人员不断提高自己的调度技术以及工作水平，激发员工探究技术的积极性与主动性，使所有调度运行管理人员都能在当前的工作状态下完成自己的工作，并掌握相关的配电调度运行理论以及实践操作规范，在此基础上保证电力系统的正常运行。

2.3异步风电机组并网技术

异步风电机组，即是异步发电机与风电机组结合产生的。异步风电机组的转速只要与同步发电机组的转速差不多即可，它对精度的要求并不高。另外，异步风力发电机的控制装置并不复杂，且能可靠、安全地运行。不过，异步风电机组并网技术同样也会产生许多问题，如在并网之后极易出现比较大的冲击电流，造成风电机组电气安全隐患。还有磁路饱和现象，会导致励磁电流增加使系统功率降低。故应对异步风电机组加强运行监督，做好有效预防才能更好地保证异步风电机组并网运行的安全性。针对调速精度，异步风电机组对其并未提出较高的要求，只要风力发电机组转速与同步风电机组转速差不多即可，不需要进行整步操作与同步设备。但异步风电机组并网较为复杂，需要解决较多问题。如果异步风电机组直接进行并网，则极易产生极大的冲击电流，降低电压，严重影响电力系统的正常运行。故电场运行部门要做好监督工作，制定有效预防措施，以确保风电机组并网运行的可靠性与安全性。

2.4风电并网仿真技术分析

风电并网技术能够建立起一个模型对实际的风力发电系统的运行进行全过程的模拟，从而能够使技术人员对风电系统运行产生更直观深入的了解，以便于发现系统中存在的漏洞。目前我国有着多种多样的风电机组，不同的风电机组之间的特性也不同，所以对普遍适应性较强的通用模型建立是有很大难度的，同时大规模失控不确定性风电在末端电网中的集中接入问题，使目前仿真方法已经难以适应实际的需求。

2.5电压波动与闪变控制

在风力发电并网中，控制电压波动与闪变主要通过以下两方面达到控制的效果。一方面，增设有缘电力滤波设备。这是当前风电并网技术中较为常用的一种控制闪变的措施，具体来说，就是在负载电流出现波动之前，主动针对负荷变化的无功电流实施相应的补偿，从而达到补偿负荷电流的效果。对于整个风力发电系统来说，将可关断电子设备应用于有源电力滤波设备，这样就能够以电子设备发挥系统电源的效应，从而实现畸变电流向电压符合输送，并且电流均保持为系统正弦基波电流。另一方面，是增设优良补偿设备。通过这种措施能够在一定程度上对电压波动实施有效抑制，从而避免其出现，同时采用增设动态恢复设备的方式。这样一来，增加的补偿装置，因为其自身具备可存储能量单元，所以能够在提供无功功率的同时对其予以有效的补偿，这样就能够最大程度地防止电压波动引发的问题，使电网中的电能质量处于较高的水平。

结语

在未来我国电力生产中，风力发电并网技术是一种重要的技术模式，通过运用风力发电并网技术，能够有效改进与优化其他相关技术的运用。在运用风力发电并网技术过程中，相关部门需要对风力发电并网技术进行不断完善，同时对设备质量进行不断提高，进而有效提高风电的电能质量。本文对风力发电并网技术与电能质量控制要点进行了深入研究，以期加深人们对风力发电并网技术的了解与认识。

参考文献

［1］周利鹏．风力发电并网技术及电能质量控制措施探讨［J］．科技创新导报，2018，36.

［2］梁佳斌．风力发电并网技术及电能质量控制对策分析［J］．电工技术，2018，12.

［3］林静，蒋雷．风力发电并网技术及电能质量控制策略［J］．通讯世界，2018，5.