风力发电并网技术及电能质量控制研究

风力发电并网技术及电能质量控制研究

李 涛

西北电力建设第一工程有限公司 陕西 . 渭南 714000

摘要：在环保大背景下，践行环保理念，实现可再生资源的开发与利用，成为现阶段各个行业所关注的重点内容。风能是众多可再生资源之一，具有清洁无污染特点，达到保护环境的目的。为了满足人们用电需求，应在风力系统中广泛运用风力发电技术，为人们提供高质量的电能。因此，梳理风力发电并网技术，掌握电能质量控制策略，旨在获取较高的经济效益与社会效益。基于此，本文详细分析了风力发电并网技术及电能质量控制措施。

关键词：风力发电；并网技术；电能质量控制

引言

随着发电技术的迅速发展，中国现能够更加科学合理地应用天然能量，将其转变成电能，以此来达到资源可再生的目的。发电技术主要涉及到风力发电技术、水力发电技术等，其中风力发电属于现阶段应用最为广泛的一种发电技术。当前中国风力发电厂建设数量和规模不断扩大，对中国整体电网技术系统产生了更大的影响，一般风力发电厂都建在人烟稀少的区域，这就使得风力发电极易受到区域内各种自然因素的影响，而在很大程度上制约着中国风力发电的发展。

1风力发电并网的重要性

传统发电模式主要将热能转变为电能，但在能量转变过程中，对环境造成了严重的破坏，而且污染处理成本较高。风力资源为绿色可再生资源，其在转变电能过程中，不会产生任何污染物质，切实实现绿色环保目标，实现我国经济绿色可持续发展。现阶段，我国重视风能资源的开发，风力发电厂规模不断扩大，风力发电量逐渐增加，满足人们的用电需求。为了推进风力发电的快速发展，应重视风电并网技术的发展，实现离网型风电形式优势充分发挥的目的。相比较于传统火力发电，风力发电技术具有众多优势，主要包含施工周期较短、占地面积较少、污染物排放较少，对推动智能化电网管理有积极意义。风力发电并网技术可实现电能的充分利用，并提高洁净能源的运用价值。

2简述风力发电并网技术

2.1同步风力发电机组并网技术

同步风力发电机组通过对风力发电机和同步发电机进行融合，在同步发电机的具体运行中，能够较好地确保输出功率的合理性；在发电机组的顺利运行中，能够为其提供一定的无功功率，并在极大程度上提升周波的可靠性，实现电能的有效传输。关于电力发电中同步风力发电机组并网技术的应用，仍然存在一些问题，即会发生较大的风速波动问题，致使转子出现过大的转矩波动，这就在一定程度上影响发电机组并网调速，也无法较好地确保发电机组并网调速的精准度。基于此，相关人员需要对这一隐患进行深入探究，通过在电网与发电机之间对变频器进行恰当安装，以此来确保电力系统运行的稳定性，有效强化并网的整体质量^[1]。

2.2异步发电机组并网技术

与同步发电机组并网技术相比较，异步发电机组并网技术并不需要高精度机组调速，其仅需要保持基本转速与同步转速就可以实现并网操作。异步风力发电机能够可靠稳定的运行，且控制装置较为简单。但随着异步风力发电机组并网发展，凸显诸多问题影响电能质量，尤其是并网后所产生的较大冲击电流，增加风电机组电力安全隐患；另外，异步风力发电机组并网后，容易出现磁路饱和情况，进而增加励磁电流，降低系统功率。为了保障异步发电机组并网运行稳定安全，应强化对异步风电机组运行状态的监督。相比较于同步发电机组并网技术，异步发电机组并网技术较为复杂，若无法直接进行并网，则会产生较大的冲击电流，影响电力系统的正常稳定运行。要想实现异步发电机组并网技术的广泛推广，电厂运行部门需做好相应的预防措施。

3风力发电的电能质量控制策略

3.1有效抑制谐波

在风力电网并网的具体落实中，需要科学运用静止无功补偿器来抑制谐波的危险，以此有效提高整体电能的质量控制效果。关于静止无功补偿器，其具有极快的反应速度，可全过程跟踪不断变化的无功功率，并对因风速不稳定而造成的电压变化等问题进行科学调节，从而对谐波进行有效滤除，保障整个电网运行的安全性与可靠性^[2]。

3.2电压波动以及闪变抑制

在风力发电并网中，抑制电压波动以及闪变是控制电能质量的重要措施之一。因此可在电力系统运行中添加有源电力滤波设备、动态电压恢复设备，其中前者可实现对电压闪变现象的控制，后者实现对电压波动的控制。有源电力滤波设备可对负荷电流波动时产生的无功电流进行补偿。在电力滤波设备中放置具有关断功能的电子器件，可实现对系统电源的有效替换，并将畸变电流向电压负荷输送，促使电力系统向负荷输送加正弦基波，保障电能的质量。在电力系统中运用有源电力滤波设备，凸显其诸多优势，即闪变补偿率高、电压波动范围大，进而保障电力系统稳定运行。动态电压恢复设备可实现对电压快速变化进行有功、无功功率的补偿。在功率补偿装置中，具有储能单元的补偿装置发挥着无功补偿装置不可比拟的作用，其可实现对电能质量的有效提升。在动态电压恢复器内设置储能单元，其可实现对负荷电压的实时补偿，明确解决电力系统中电压波动问题，增强电能质量控制水平。在电压波动抑制中，动态电压恢复设备发挥着至关重要的作用。

3.3强化并网管理

在风力电网并网工作中，相关部门需要构建风电信息统计分析系统，其中涉及到风电设计规划、前期准备、建设、并网及运行等一系列的信息数据库，可为相关企业、政府提供真实、准确、高效、公开的风电信息服务。同时，相关部门应强化风电接入系统工程管理，确保风电并网送出，即严格根据相关规范和标准来有效管理风电接入系统。若风电基地项目的建设规模较大，应在正式建设前做好风场接入系统与送出工程准备工作；针对地方核准的风电建设项目，应切实做好年度计划管理；需高度重视风电并网管理工作，结合自身实际情况来制定科学合理的并网检测等配套标准和要求，构建强制性入网认证与并网检测制度；还需不断提升自身的风电并网检测能力，根据自身的经济水平来尽量配备足够的测试设备，组建一支高素质的专业测试人才队伍，以此来确保大规模并网检测工作能够顺利开展。此外，相关部门应强化风电运行管理，积极完善风电功率预测功能，尽快构建风电调度计划管理体系及申报考核体制，从而显著提升并网管理质量^[3]。

3.4机组设计改进

在风力发电并网中，不仅要重视风力发电设备自身质量问题，也需要重视不同环节的衔接质量。在电力系统中，风电机组为重要组成部分，为了保障电力系统的稳定运行，既要从设备可靠性方面入手，也需要从系统可靠性方面分析，进而实现全方位策略的制定，使得风力发电机组取得预期的经济效益、社会效益。控制风电场的额外投资，实现用电成本的有效控制，对提升发电量有着积极影响；且选择自重较轻、体积较小、运行效率较高的风电机组，对控制风电场成本有重要作用。另外，以风电机组设计改进工作实现设备可靠性的提升，对风力发电并网工作有积极作用。

结语

综上所述，风力发电并网技术是一种新型的电力生产技术，通过对这一技术的有效应用，可较好地保障中国风力发电的电能质量。然而在该技术的具体应用过程中，往往会受到谐波、电压波和闪变的影响，对此，相关部门必须充分分析和探究该技术，采取有效措施来对这些影响因素引发的问题进行解决，以此来确保风力发电并网技术的作用得到全面发挥。

参考文献

[1]张玉林.探究风力发电并网技术及电能质量控制措施[J].工程建设与设计,2019(22):55-56+62.

[2]王雪.风力发电并网技术及电能质量控制措施[J].建材与装饰,2019(27):247-248.

[3]赵剑波.风力发电并网技术及电能质量控制措施[J].电子技术与软件工程,2019(16):234-235.