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

鲍瑞新

大唐韩电（朝阳）新能源有限公司喀左分公司  辽宁省朝阳市122300

摘要：作为可再生资源的代表之一，风能资源能够有效缓解我国传统资源短缺的压力，协调了资源应用与生态环境改善的关系。目前风能技术研究逐渐成熟，风能发电规模扩大，风力发电的发展市场与前景十分广阔。电力电子技术的不断升级，风力发电技术成本降低，为风力发电技术性能的优化创造了有利条件。风力发电并网技术的应用，解决了风力发电中存在的无功、谐波问题，提升了风力发电稳定性。

关键词：风力发电；并网技术；电能质量

中图分类号：TM715

文献标识码：A

引言

风力发电是目前应用广泛的发电技术，可以利用丰富的风能资源，为电力企业提供更加稳定的能源。相比于火力发电与水力发电，风力发电更加适应低碳经济的发展，因此风电产业的规模持续增长。风力发电并网能够为人们提供稳定的电能资源，在并网发电系统中有风轮、齿轮箱、发电机、并网装置、变压器等装置，可以进行风能功率调节控制、风能传动、电能转换、电压变更等操作，最终将电能接入电网。随着风力发电的成熟，风电机组成为主流机组，机组的单机容量随之提升，为系统的稳定运行提供了保障。

1风力发电并网研究重要性

风力发电改变了热能转变电能的传统发电模式，降低了电能生产过程中对环境的危害，对比传统发电模式，污染处理成本更低。作为典型的绿色可再生资源，在满足发电条件基础上不会产生附加污染物，有效实现生态发展绿色环保目标，为经济与生态环境可持续发展提供助力。目前风力发电技术逐渐成熟，国家对风力发电量的需求也在不断增加以及政府对风能方面资金与技术的侧重，使风力发电厂覆盖规模持续扩大。为了更好地发展风力发电，提高电能的利用效率，应积极采取风电并网技术，通过有效并网处理，打造离网型发展结构，充分发挥出风力发电优势。风力发电厂的建设成本低，施工周期较短，占地面积少，这些都为风力发电电网建设提供了有利条件。风力发电并网技术的应用，为风力电能有效利用奠定了基础，便于深度开发风力洁净能源价值。

2风力发电并网技术及电能质量控制研究

2.1科学有效地控制谐波

风力发电并网技术应用中，电能质量会受到谐波影响，为了提高风力发电并网技术的应用效果与风力发电系统稳定性，应采取有效率措施对谐波进行控制。从电能质量控制角度出发，有效抑制谐波，保证风力发电并网的安全性。以静止无功偿设备为载体，引入风力发电并网中，及时对无功功率进行判断，根据判断结果对设备状态进一步了解，跟踪无功功率，掌握功率变化状态。静止无功补偿设备在实际应用中，反应迅速，控制能力较强，能够有效调节电压起伏情况，快速锁定电压起伏原因，据此制定针对性措施，有效消除谐波，保证风力发电机组系统运行稳定性和电能质量。

2.2远距离大容量输电技术

能源地理分布不均衡，远距离输送电能成为其主要解决途径。其中，特高压输电以其大规模、远距离、高效率的特性在我国已进入快速发展阶段。特高压输电可缓解输送线路损耗、系统不稳定、电流易短路等问题，有效解决能源与负荷分配不匹配，实现能源从就地平衡到大范围配置的根本性转变，是坚强智能电网的重要组成部分。在智能电网背景下，可以特高压骨干网为基础，合理构建高压直流可再生能源基地，利用当地资源的互补性、灵活性、可靠性以及安全性，构建直流以及交流混合电网。远距离大容量输电技术主要包含：柔性直流输电、可灵活操作多段直流输电、海底电缆、直流电网以及运行控制等技术。直流电网技术与其他技术有着明显不同，其能进一步解决，因能源分布不均匀，从而出现远距离传送问题、新能源消纳问题、广域并网问题。

2.3先进储能技术

先进储能技术主要包括：电池储能技术、压缩空气储能技术、超级电容器储能技术、氢存储技术、超导储能以及P2G等技术。储能设备从物理角度方面来讲，包括调频辅助服务、大电网调峰设备以及楼宇、家庭以及园区等用户端模块。光伏太阳能发电等可再生能源设备的输出功率，会随着周边环境变化而变化，为确供电整体具有较强可靠性以及持续性，应合理构建储能装置。电容储能和超导储能可有效改善系统波动频率以及风电输出功率，应基于当地环境合理构建。飞轮储能系统可通过充放电控制，从根本上实现参与控制电网频率以及平滑输出功率。压缩空气储能，在长时间以及大规模电能存储存在优势。在电力系统正常运行过程中，新型节能材料以及储能技术被广泛应用在发电、输电、配电以及用电各个环节，在互联网背景下，如何进一步完善优化传统电力系统，是有关人员进行深入研究和探讨的重要方向之一。

2.4加大电压闪变与波动控制力度

（1）增设优良补偿装置、动态电压恢复设备。风力发电并网技术应用中，电能质量控制主要表现为电压闪变控制、波动控制。可增设优良补偿装置，搭配动态电压恢复设备，及时对风力发电并网系统中的能量进行储存，设置储存单元，实时对无功功率进行存储，根据实际情况适当为系统提供无功功率，结合运行需求对有功功率进行补偿，使电能质量实现单元化、阶段性控制，提高稳定性。

（2）科学设置有源电力滤波设备。闪变现象的出现，需确定控制切入点，对负荷电流剧烈波动状态，有效补偿无功电流，达到并网系统稳定性与负荷电流补偿、安全性提高的目的。有源电力滤波设备的设置，需要引入可关断电子设备零件，通过电子控制设备功能，及时对风力发电并网中不稳定系统电源进行替换，为电压负荷输送平滑稳定的电流，确保风力发电并网系统负荷电流仅接触正弦基波电流。对系统稳定性与安全性方面，有源电力滤波设备应用优势明显，其反应能力迅速，能够根据系统异常情况快速作出应对；设备可靠性高；闪变补偿率极高；电压波动状态控制效果好。

（3）加大优化电能质量的力度。电能质量的理想状态是形成正弦波，受各种因素影响，电波波形通常会出现偏离现象。对当前的电能状态进行分析可知，多数地区均有电能质量不高的状况，需针对电能质量进行优化与控制。不断优化电功率，保证形成无功就地平衡状态，确保供电半径具有较强的合理性；根据实际需求选择合理的供电线路导线截面，对变电与配电设备的配置进行科学设计，防止超负荷问题出现；合理设置调压措施，调压措施的应用能够有效解决变压器加装存在的各种问题。

（4）风力发电并网智能调控技术。风力发电并网智能调控技术，是电能质量控制的重要措施。风力发电并网智能化水平不断提高，为电能质量控制提供了有利条件。

智能调控技术主要表现包括科学整合传输系统数据以及智能感应技术的有效控制。传输系统的数据整合应用，以自动化控制系统为载体，保证传输安全基础上及时传输，嵌入智能化技术，科学利用ICP/TP传输协议打造共享传输系统，解决不同系统通信不及时的问题。以风力发电用户端设备为主，借助宽带路由器辅助与公共局域网的支持，对电能质量进行智能化控制

结束语

新能源开发已经进入新的阶段，科学技术的支持以及风力发电量需求的增加，标志着风力发电并网技术应用研究力度将进一步上升。，应根据风力发电系统情况，做出针对性地优化调整，及时规避并网技术问题。制定更完善的电能质量控制方案，有效提高风力发电并网技术应用以及电能质量。

参考文献

[1]于龙飞,王天阔.风力发电并网技术及电能质量控制研究[J].科技与创新,2021(23):29-30.[2]侯杰.探究风力发电并网技术的应用及电能质量控制策略[J].中国设备工程,2021(21):261-263.

[3]林勇.风力发电并网技术及电能质量控制对策探析[J].装备维修技术,2020(2):182.