风力发电并网技术与电能质量控制要点探讨

风力发电并网技术与电能质量控制要点探讨

沈广军,黄文兵

三峡新能源海上风电运维江苏有限公司,江苏省盐城市224000

摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，风力发电技术有了很大进展。风力发电作为风能的主要利用形式，是目前全球可再生能源领域中最主要的发电方式之一。伴随着风电行业的快速发展，早期安装的一批风电机组也将迎来集中退役，进而产生大量的废弃叶片。本文首先分析了风力发电并网技术，其次探讨了风力发电技术应用的优势，最后就风力发电并网环境下的电能质量控制对策进行研究，以供参考。

关键词：风力发电;谐波污染;并网技术

引言

风能作为自然资源，是新能源的重要组成内容，借助于风能进行发电是当前新能源发电的主导方法，而且该发电方法越来越受到世界各国的关注。目前我国能源消费结构仍存在许多不足之处，能耗供需方面结构性矛盾相对突出，通过应用风力发电技术，可以有效降低不可再生能源的消耗，实现对自然生态环境的有效维护，保持生态资源的可持续发展。通过对风能实施有效控制和管理，积极应用风力发电技术，可以进一步优化我国的能源消费结构，确保能源的安全。

1风力发电并网技术

风电并网技术包括同步风电并网技术技术和异步风电并网技术。同步风电并网技术是指风电并网技术同步发电机功能融合在同步运行状态下，不仅可以在输出有功功率的同时，还可以为发电机组提供无功功率电力，使整个系统处于良好的稳定状态，在一定程度上优化电能质量。在我们的电力系统中同步发电机组在许多电力系统中都有使用。异步风力机是指风力发电机和异步风力机生成器执行功能集成。组系统不是异步的风力机精度要求高，只需要保证发电即可机器速度尽量与同步速度保持一致，且不同步风电机组相关管理装置也相对简单，并接入电网之后，整个系统的运行状态更加可靠。

2风力发电技术应用的优势

在当前市场应用过程中，风力发电技术具有较强的经济性优势。通过发展风力发电，电价下降速率较快，而且风力发电效率较高，消耗成本相对较低，再加之风能的充足性，在实现应用风力发电技术方面，其经济优势将会越来越明显。风能作为清洁能源，不会给自然环境带来污染。特别是当前我国风力发电建设工程水平的提升，设施成本消耗大幅度下降，部分地区内力发电成本低于发电机的成本。通过大范围的利用风能，还能够控制二氧化碳排放率，对于生态环境的保护具有积极的意义。

3风力发电并网环境下的电能质量控制对策

3.1控制电场谐波问题

对于保障新能源发电并网后电网的稳定运行，往往最容易忽略的就是电场谐波问题。谐波问题对电力系统的稳定生产产生影响，控制电场谐波是新能源发电过程中需要极为重视的管理手段之一。目前，抑制新能源发电并网导致的电场谐波的方式主要是利用滤波器及无功补偿设备，使用性能较高的电力电子装备控制谐波。对于风力发电，为了避免单一性谐波电压升高的情况，在处理不同风速的电能转换时，可按照供电系统的总体容量做好对应容量值的分配，这样会大大避免电网谐波闪变的现象。而对于光伏发电，可通过PWM控制器和电抗器控制逆变电路开关器件，利用预先设定的规则对各脉冲的宽度进行适度调整，改变电网输出功率，减少光伏发电系统中的谐波干扰。

3.2加强对行业市场的监管

当前我国市场中对于风力发电需求量不高，而且市场相对混乱，这就要求工作人员开展市场调查时，需要严格按照市场准入制度、针对市场状况实施科学合理的监管。在实际工作中，要求相关部门要落实好风电行业的市场监督工作，积极对市场建设进行完善，并制定更为科学完善的制度，维护好市场的秩序，这样可以避免风电投资过程中产生额外风险，促进风电市场的健康、可持续发展。

3.3控制电压闪变与波动

在新能源发电并网后的电力系统生产运行中，外界的干扰因素影响着电流、电压和电能质量。对于大型风力发电机组，一般可采用变速恒频风电机组，以控制电力系统发电功率恒定；在光伏发电过程中，为了克服不同时间段、不同方向的日照问题，可采用日光智能追踪系统实时调节光伏板角度以吸取不同方向的光照，保证太阳能发电持续稳定。还可通过增加蓄电池组设备来稳定电压，当夜晚或阴天时，可使用新能源蓄电池进行电量输出，起到稳定电压的作用。此外，为了提高电能质量，在电压闪变与波动的控制基础上，可通过安装相应的电力滤波装置、动态电压恢复装置来维持电网系统正常稳定运行。

3.4充分研究并网技术以及最大风能捕获技术

可再生能源虽然具有取之不尽和用之不竭的特征，但风能产生于自然环境中，受诸多自然因素的影响。在风力发电技术中，风力作为整个技术的能量来源，当风力不稳定和不均衡的情况下，必然会对电网的安全带来影响，因此国家一直以来对于电网的安全水平具有严格的要求。为了达到这一要求，在风电新能源发展过程中，还要构建更为科学和高效的风电管控系统，通过实施有效的检测，提高对突发事项的应急处理能力，进一步保障研发过程的可靠性。

3.5回收产品再利用

风电叶片复合材料回收技术经过多年的研究和试验，虽然有了多种技术路线方向，但由于其特殊性及回收成本原因，收集非常困难，导致下游综合利用技术的研究滞后。机械回收尽管可以获得富含树脂和富含纤维的碎片，但其再利用的应用范围有限。目前可行的再利用途径是将碎片作为填料引入新的复合材料，如混凝土、沥青或涂层中。水泥生产商LafargeHolcim开发了在水泥生产厂使用粉碎叶片粉尘的技术：叶片被切割成小块后与潮湿材料混合，使粉末均匀地结合在一起，最终产品被研磨成粉末状水泥。这种解决方案价格低廉，可用于大量叶片的处理。由热回收法和化学回收法回收得到的纤维应用范围较广，例如木制或金属框架、燃料电池、工业涂料和防静电地板等，可以实现高价值资源的充分利用。风电叶片废弃物和回收纤维的再利用是风电叶片实现全生命周期绿色化的关键环节，因而需要加快开发回收产品的各种应用途径，推动退役叶片的产业化发展。

3.6利用大数据技术在能源供给侧构建“智慧电源”模式

将大数据技术引入到风能发电系统中来，将大数据与风电新能源体系之间建立起密切的联系，并借助于云计算技术为电源侧数据提供有效支持，可以实现数据的高效共享。风电技术的发展离不开科技的支撑，风电技术和科技之间存在共同发展的良性关系。而且针对风电技术的发展，还要重视培养和引进高新技术人才，优秀的高素质技术人员可以利用自身的优势，自主对大数据及其他系统进行创新和优化，促进电源端设备的升级，促进大数据与风电技术的有效结合，构建一个集中式和一体化的智能技术体系，科学系统地实现对能源利用和消耗的有效管理，确保风力发电企业能够获得可观的经济效益。

结语

综上所述，为了更好地迎合我国可持续发展战略要求，未来风力发电规模会得到更进一步的推进，而这其中风力发电并网技术所存在的各类问题将成为风力发电规模扩大化进程中的绊脚石，值得业界人士给予充分的重视。由于风力发电在新能源时代的发展中占据重要地位，因此当前实际工作中，需要针对风力发电的特点进行认真研究，积极对风力发电技术进行改进和升级，并构建风电产业的人才培养体系，努力提高风电技术人才队伍的整体水平，为风电的快速发展打下坚实的基础。

参考文献

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